本發(fā)明屬于化學領域，具體涉及可自組裝形成多孔熒光球的有機凝膠因子sy1，還涉及該分子的制備方法和應用。

背景技術：

有機小分子凝膠(lowmolecularorganicgelators，lmog)屬超分子自組裝范疇，依靠非共價鍵作用把大量的有機溶劑束縛住，從而形成凝膠體系。通常情況下，凝膠是不具有流動性的類固體材料，其內部通過3d矩陣將溶劑固定在網格之中。但凝膠體系的穩(wěn)定性卻不盡相同，有的凝膠體系很穩(wěn)定，放置數(shù)月其形態(tài)和性質也不會發(fā)生變化，有的放置幾個小時就會發(fā)生坍塌。本發(fā)明就是首次發(fā)現(xiàn)凝膠坍塌之后可以通過自組裝進一步形成熒光球，表征了其形貌和光物理性質，并初步開發(fā)其應用。

鐵離子是人體中必不可少的微量元素，因為它要參加諸如氧氣的傳輸、呼吸、dna合成和神經物質形成等生理過程。鐵離子濃度過高或過低都就會引起許多疾病，如hypomyelinization，阿爾茨海默病(alzheimer’sdisease，ad)，帕金森病(parkinson’sdisease，pd)等等。眾所周知，汞是一種蓄積性的全球性污染物，因其具有生物不可降解性。即使是很低濃度的汞，也可進入生物體內轉化，并在食物鏈的各個環(huán)節(jié)中積累，最終通過食物鏈進入人體，對大腦、神經等造成嚴重的破壞，引起全身中毒。而受污染的水中往往會含有大量的鐵離子和汞離子。因此，實現(xiàn)在純水體系中同時對鐵離子和汞離子的檢測具有重要的現(xiàn)實意義。

迄今為止，實現(xiàn)低成本、易操作的單純有機體系對純水溶液中鐵和汞離子的檢測鮮有報道。特別是對高度有序排列的凝膠的研究，更有助于對物質分子量級的認識。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供可自組裝形成多孔熒光球的有機凝膠因子sy1；本發(fā)明的目的之二在于提供可自組裝形成多孔熒光球的有機凝膠因子sy1的制備方法；本發(fā)明的目的之三在于提供利用所述有機分子sy1經凝膠自組裝形成的多孔熒光球；本發(fā)明的目的之四在于提供多孔熒光球的制備方法；本發(fā)明的目的之五在于提供述多孔熒光球在檢測金屬離子中的應用；本發(fā)明的目的之六在于提供述多孔熒光球在吸附金屬離子中的應用。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

1、可自組裝形成多孔熒光球的有機凝膠因子sy1，所述有機凝膠因子sy1的結構如下：

2、所述可自組裝形成多孔熒光球的有機凝膠因子sy1的制備方法，將帶有保護基團的二溴咔唑與二甲氧基二苯胺經buchwald-hartwig偶聯(lián)反應得到帶有二甲氧基二苯胺的咔唑，再與二溴二苯甲酮經偶聯(lián)反應得到有機凝膠因子sy1。

3、利用所述有機凝膠因子sy1經凝膠自組裝形成的多孔熒光球。

4、所述多孔熒光球的制備方法，包括如下步驟：

將sy1溶于用乙酸乙酯溶劑中，加熱使sy1完全溶解，冷卻至形成凝膠狀，然后在18-25℃放置至析出大小均勻的黃色固體球即為多孔熒光球。

進一步，所述放置的時間為6～10小時。

本發(fā)明中，sy1與乙酸乙酯溶劑的質量體積比為10:1-20:1(mg/ml)。

5、所述多孔熒光球在檢測金屬離子中的應用，所述金屬離子為hg²⁺和fe³⁺。

6、所述多孔熒光球在吸附金屬離子中的應用，所述金屬離子為hg²⁺和fe³⁺。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明公開了可自組裝形成多孔熒光球的有機凝膠因子sy1，該分子在有機溶劑中可以成凝膠，形成的凝膠在通過進一步自組裝后形成的具有熒光性質的微球，發(fā)現(xiàn)其形態(tài)、形貌、光物理性質均與固態(tài)和凝膠態(tài)有所不同，是一種具有很強熒光發(fā)射的多孔球狀結構。直徑大約為0.5mm，可以穩(wěn)定存在溶液中數(shù)月而不發(fā)生任何改變。這種剛性小分子通過先形成凝膠再進一步組裝成三維熒光球的現(xiàn)象系首次發(fā)現(xiàn)，且具有實際應用價值。將該熒光球置于含fe³⁺和hg²⁺的水溶液中，其熒光完全淬滅，顏色也從亮黃色變?yōu)楹谏?。且該體系具有很強的選擇性，其檢測效果不受其他金屬離子干擾。這種檢測方法成本低，操作簡單，也不需要復雜的儀器設備。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明：

圖1為sy1分子的¹hnmr。

圖2位sy1分子的hr-ms。

圖3為sy1分子在乙酸乙酯溶液中由凝膠轉變?yōu)闊晒馇虻恼掌c對應的sem照片(a.凝膠狀照片；c.凝膠的sem照片；b.熒光球照片；d.熒光球sem照片)。

圖4為熒光球和sy1固體在自然光下顏色和熒光燈下發(fā)光對比照片(a：自然光；b熒光燈)。

圖5為熒光球對各金屬離子響應照片(自然光)。

圖6為熒光球對各金屬離子響應照片(365nm紫外燈)。

圖7為熒光球與只含有汞離子水溶液作用后的eds能譜。

圖8為熒光球與只含有鐵離子水溶液作用后的eds能譜。

圖9為熒光球與含有所有所試驗金屬離子水溶液作用后的eds能譜。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。

實施例1、凝膠因子sy1的合成

凝膠因子sy1的合成路線如下：

具體方法如下：首先將帶有保護基團的二溴咔唑ss1(960mg，2mmol)與二甲氧基二苯胺(506mg，2.2mmol)經buchwald-hartwig偶聯(lián)反應(110℃反應過夜)得到帶有二甲氧基二苯胺的咔唑yy1，再與二溴二苯甲酮(290mg，0.85mmol)經偶聯(lián)反應(110℃反應過夜)即得到最終產物sy1。其中，sy1的結構經核磁和質譜鑒定，結果如圖1和圖2所示。

實施例2、多孔熒光球的制備

一種多孔熒光球的制備，包括以下步驟：

1)稱10～20mgsy1固體于樣品瓶中，加入1ml乙酸乙酯溶劑，加熱使樣品全溶，自然冷至室溫(18～25℃)，得sy1的凝膠；sy1的凝膠如圖3所示，其中圖3中a顯示為果凍狀的凝膠，掃描電鏡顯示在凝膠相中化合物sy1組裝成大量長而直的納米纖維，纖維之間相互穿插形成三維網狀結構(圖3中c)。

2)將步驟1)中凝膠于室溫(18～25℃)自然放置6～10h，凝膠逐漸轉變?yōu)槿芤?，同時形成大小均勻的黃色固體球，獲得上層溶液為淺黃色，熒光球沉積在下層的穩(wěn)定兩相體系。結果如圖3中b和d所示，其中圖3中b是形成的熒光球，圖3中d是熒光球的掃描電鏡圖，可以看出形成了一種交織排列的三維多孔狀立體結構；

圖4對比了熒光球和sy1固體在日光燈下肉眼觀察到的顏色和在紫外燈下發(fā)射熒光情況，可以看出其粉末樣品顏色偏紅，而凝膠球顏色明顯偏黃，且熒光較固體增強許多。更直觀的，通過積分球測得粉末和熒光球的熒光量子產率φf，sy1固體粉末的φf只有2.5％，而凝膠球的φf達到11.3％。

實施例3、熒光球的應用

熒光球在純水體系中吸附并檢測金屬離子的應用，包括以下步驟：

1)分別配制含有mn²⁺、pb²⁺、al³⁺、cu²⁺、ba²⁺、ca²⁺、zn²⁺、fe²⁺、pd²⁺、ag⁺、cd²⁺、ce³⁺、co²⁺、ni²⁺、cr³⁺、hg²⁺、mg²⁺、fe³⁺、除hg²⁺和fe³⁺以外以上所有離子、以上所有離子，20種水溶液；

2)將熒光球加入步驟1)得到的各種金屬離子溶液中，觀察熒光球在紫外燈下熒光發(fā)射和日光下顏色變化情況；

結果如圖5和圖6所示。結果顯示，只有熒光球所加入的水溶液中含有hg²⁺或(和)fe³⁺熒光才會淬滅且顏色變黑。

3)將步驟2)中的熒光球從各金屬離子溶液中取出，測試其eds能譜，結果如圖7和圖8所示。結果顯示，圖7和圖8分別對應加入只含有鐵離子和汞離子水溶液熒光球的譜圖，eds譜上清楚的觀察到鐵和汞的峰，結果表明，hg²⁺和fe³⁺確實被吸附在熒光球上。

圖9是加入含有所有金屬離子水溶液的熒光球，表明其他金屬離子并不會影響檢測效果，熒光球對hg²⁺和fe³⁺的檢測具有很好的選擇性和抗干擾性。

通過上述實驗可以證明，本發(fā)明通過簡單、低成本的方法制備的熒光球，實現(xiàn)了在純水溶液中檢測金屬離子——鐵離子和汞離子。通過對比實驗可以證明，其他金屬離子的存在不會影響該檢測效果。在兩種離子都存在的情況下可以同時檢測到兩種離子。只需在紫外燈照射下通過肉眼觀察即可初步得到檢測結果。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權利要求書所限定的范圍。