一种两亲杯芳烃AmC5A的纳米超分子组装体及其制备方法和应用_2

文档序号:9803127阅读:来源:国知局
如下:
[0028]
[0029] 所述两亲杯芳烃AmC5A纳米超分子组装体的制备方法,步骤如下:
[0030] 1)将0.2毫升(2.34毫摩尔)草酰氯加入到10毫升二氯甲烷中,再将得到草酰氯-二 氯甲烷溶液,在0 °C下加入到5,11,17,23,29-五羧酸-31,32,33,34,35-正十二烷杯[5 ]芳烃 的二氯甲烷溶液中,5,11,17,23,29-五羧酸-31,32,33,34,35-正十二烷杯[5]芳烃的二氯 甲烷溶液中5,11,17,23,29-五羧酸-31,32,33,34,35-正十二烷杯[5 ]芳烃与二氯甲烷的用 量比为160毫克:15毫升,在室温下搅拌2小时,然后将溶剂二氯甲烷和过剩的草酰氯通过旋 转蒸发仪减压旋蒸除去,将得到的残留物溶于二氯甲烷中,得到残留物的二氯甲烷溶液,残 留物的二氯甲烷溶液中5,11,17,23,29-五酰氯-31,32,33,34,35-正十二烷杯[5]芳烃与二 氯甲烧的比例为162晕克:20毫升;
[0031 ] 2)在上述残留物的二氯甲烷中,加入N,N-二甲基乙醇胺和三乙胺得到混合液,将 混合液在0°c下搅拌10小时,然后在室温下将混合液依次用饱和碳酸钠溶液、水和饱和氯 化钠溶液洗涤,其中水洗涤过程为在分液漏斗中用水将混合液中的副产物萃取入水中而产 物保留在有机层,将有机层用硫酸钠干燥后,通过旋转蒸发仪减压旋蒸除去溶剂,然后向残 余物中加入碘甲烷的二氯甲烷溶液,并将该混合物溶液搅拌10小时,随后通过旋转蒸发仪 减压旋蒸除去二氯甲烷,并用丙酮洗涤残余物,将洗涤后的残余物用甲醇重结晶后,得到 173毫克白色产物AmC5A,产率65%,所述二氯甲烷、N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺和碘甲烷的 用量比为10毫升:1. 〇毫摩尔:1. 〇毫摩尔:1.5毫摩尔;
[0032] 3)将AmC5A在加热下溶解于水中,浓度为5.5 X 10_6M,得到AmC5A纳米超分子组装 体。
[0033]两亲杯芳烃AmC5A的合成路线如图1所示,,图中:(a)为5,11,17,23,29-五羧酸-31,32,33,34,35-正十二烷杯[5]芳烃、(13)为細〇5八。
[0034] 4^^(40010^,01^0-(16):3 = 7.70(8,10114^),4.62((1,1 = 6.56^,1011,-0-012-CH2-N( CH3) 3), 4.42 (d ,J = 14.60Hz , 5H, Ar-CH2-Ar )3.85(t,J = 7.44Hz , 1 OH, -CH2-〇-Ar), 3.78(d,J = 6.00Hz,10H,-CH2-N(CH3)3) ,3.64(d,J=14.60Hz,5H,Ar-CH2-Ar) ,3.18(s, 45H,-N(CH3)3),1.93(m,10H,-CH2CH2-0),1.24(m,90H,alkyl CH2) ,0.85(t ,J = 7,04Hz, 15H, CH3_) .13C 匪R(400MHz,DMS0-d6):δ = 165.19,160.08,134.68,130.59,124.08,74.42, 64.21,59·10,53.10,31.91,30.47,30.33,30.28,30.11,29.98,29.85,29.41,26.45, 22.66,14.39 ;ESI-FTMS(m/z) : [M-5I]5+calcd .for Ci25H2ioN5〇i55+404.3165, found 404.3177.
[0035] 图2为AmC5A的核磁图与质谱图,图中表明;溶液中的组装过程通过动态光散射 (DLS);纳米超分子组装体的形貌通过TEM、SEM和SAXS等手段表征;光学性质通过紫外一可 见光谱和荧光光谱研究。
[0036] -种所述两亲杯芳经AmC5A纳米超分子组装体的应用,以两亲杯芳经AmC5A纳米超 分子组装体作为组装体囊泡,选择性的在囊泡外层表面和疏水层包结不同的荧光分子,通 过荧光分子的能量传递现不同的荧光颜色,方法如下:在上述纳米超分子组装体囊泡中加 入8-苯胺基-1-萘磺酸铵中,AmC5A与8-苯胺基-1-萘磺酸铵的用量摩尔比为1:1,由于8-苯 胺基-1-萘磺酸铵包结进杯芳烃的空腔中,使其荧光大幅上升;继续加入4,7_二(2-噻吩 基)-2,1,3_苯并噻二唑,随着4,7_二(2-噻吩基)-2,1,3_苯并噻二唑的加入,8-苯胺基-1-萘磺酸铵的荧光逐渐下降,4,7-二(2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑的荧光逐渐上升,能看到 体系明显的荧光变化,8-苯胺基-1-萘磺酸铵与4,7-二(2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑的摩 尔比分别设置为 20:1、10:1、20:3、5:1、4:1、10:3、20:7、5:2、20:9、2:1、20:11、5:3、20:13、 10:7、4 :3、5:4、20:17、10:9、20:19、1:1,随着 4,7_ 二(2-噻吩基)-2,1,3_ 苯并噻二唑比例的 增加,组装体囊泡的颜色逐渐变化,并在摩尔比为5:1时,发出白光。
[0037] 组装体囊泡在水溶液中的组装行为及形貌表征:
[0038] 将AmC5A溶解在水中,浓度为5.5X 10_6M即得到纳米超分子囊泡。在1 X 10_4M的动 态光散射结果如图3所示:显示其组装体的粒径在79纳米左右。图4和图5分别为AmC5A组装 体的透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)的特征,可以明显看到球形的组装体的形成。通过小 角X射线散射实验,如图6所示,可以得到组装体的壁厚约为5.1纳米,与两个AmC5A分子的长 度近似,总结以上实验结果,可以得知AmC5A形成的组装体为粒径在79纳米左右的球形囊 泡。
[0039]组装体囊泡的光捕获性能和FRET过程的表征:
[0040]图7为加入8-苯胺基-1-萘磺酸铵后的荧光光谱变化,可以看到组装体能使8-苯胺 基-1-萘磺酸铵的荧光显著增强。图8为随着4,7_二(2-噻吩基)-2,1,3_苯并噻二唑的加入, 8-苯胺基-1-萘磺酸铵的荧光逐渐下降,4,7_二(2-噻吩基)-2,l,3-苯并噻二唑的荧光逐渐 上升。图9为直接激发4,7-二(2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑和通过激发8-苯胺基-1-萘磺 酸铵将能量传递给4,7-二(2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑的荧光光谱变化,可以明显看到 通过激发8-苯胺基-1-萘磺酸铵得到的4,7_二(2-噻吩基)-2,1,3_苯并噻二唑的荧光强度 远大于直接激发4,7-二(2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑,体现其光捕获的性质。
[0041]为了体现其应用价值,我们加大了组装体囊泡的浓度,并在改变供体分子与受体 分子比例时,利用CIE图观察其颜色变化,图10为CIE图,证明了我们的体系可以从蓝色调控 得到橙色,中间经过白光区域,可以调出有巨大应用价值的白光。
【主权项】
1. 一种两亲杯芳控AmC5A的纳米超分子组装体,其特征在于:构筑单元的化学式为 Cl25出loNsOlS5%超分子组装体的构筑是通过弱的31-31相互作用,疏水相互作用,其形貌尺度为 纳米级、球形的囊泡,其结构式如下:2. -种如权利要求1所述两亲杯芳控AmC5A纳米超分子组装体的制备方法,其特征在于 步骤如下: 1) 将草酷氯的二氯甲烧溶液在0 °C下加入到5,11,17,23,29-五簇酸-31,32,33,34,35- 正十二烧杯[5]芳控的二氯甲烧溶液中,在室溫下揽拌2小时,然后将溶剂二氯甲烧和过剩 的草酷氯通过旋转蒸发仪减压旋蒸除去,将得到的残留物溶于二氯甲烧中,得到残留物的 二氯甲烧溶液,所述草酷氯的二氯甲烧溶液中草酷氯与二氯甲烧的体积比为0.2:10;5,11, 17,23,29-五簇酸-31,32,33,:34,35-正十二烧杯[5]芳控的二氯甲烧溶液中5,11,17,23, 29-五簇酸-31,32,33,34,35-正十二烧杯[5 ]芳控与二氯甲烧的用量比为160毫克:15毫升, 残留物的二氯甲烧溶液中5,11,17,23,29-五酷氯-31,32,33,34,35-正十二烧杯[引芳控与 二氯甲烧的比例为162毫克:20毫升; 2) 在上述残留物的二氯甲烧中,加入N,N-二甲基乙醇胺和Ξ乙胺得到混合液,将混合 液在0°C下揽拌8-10小时,然后在室溫下将混合液依次用饱和碳酸钢溶液、水和饱和氯化钢 溶液洗涂,其中水洗涂过程为在分液漏斗中用水将混合液中的副产物萃取入水中而产物保 留在有机层,将有机层用硫酸钢干燥后,通过旋转蒸发仪减压旋蒸除去溶剂,然后向残余物 中加入舰甲烧的二氯甲烧溶液,并将该混合物溶液揽拌8-10小时,随后通过旋转蒸发仪减 压旋蒸除去二氯甲烧,并用丙酬洗涂残余物,将洗涂后的残余物用甲醇重结晶后,得到白色 产物Am巧A,所述二氯甲烧、N,N-二甲基乙醇胺、Ξ乙胺和舰甲烧的用量比为10毫升:1.0毫 摩尔:1.0毫摩尔:1.5毫摩尔; 3) 将AmC5A在加热下溶解于水中,浓度> 5.5 X 10-6Μ,得到AmC5A纳米超分子组装体。3. -种如权利要求1所述两亲杯芳控AmC5A纳米超分子组装体的应用,其特征在于:W 两亲杯芳控AmC5A纳米超分子组装体作为组装体囊泡,选择性的在囊泡外层表面和疏水层 包结不同的巧光分子,通过巧光分子的能量传递现不同的巧光颜色,方法如下:在上述纳米 超分子组装体囊泡中加入8-苯胺基-1-糞横酸锭中,AmC5A与8-苯胺基-1-糞横酸锭的用量 摩尔比为1:1,由于8-苯胺基-1-糞横酸锭包结进杯芳控的空腔中,使其巧光大幅上升;继续 加入4,7-二(2-嚷吩基)-2,1,3-苯并嚷二挫,随着4,7-二(2-嚷吩基)-2,1,3-苯并嚷二挫的 加入,8-苯胺基-1-糞横酸锭的巧光逐渐下降,4,7-二(2-嚷吩基)-2,1,3-苯并嚷二挫的巧 光逐渐上升,能看到体系明显的巧光变化,8-苯胺基-1-糞横酸锭与4,7-二(2-嚷吩基)-2, 1,3-苯并嚷二挫的摩尔比分别设置为20:1、10:1、20:3、5:1、4:1、10:3、20:7、5:2、20:9、2: 1、20:11、5:3、20:13、10:7、4:3、5:4、20:17、10:9、20:19、1:1,随着4,7-二(2-嚷吩基)-2,1, 3-苯并嚷二挫比例的增加,组装体囊泡的颜色逐渐变化,并在摩尔比为5:1时,发出白光。
【专利摘要】一种两亲杯芳烃AmC5A的纳米超分子组装体,其构筑单元的化学式为C125H210N5O155+,超分子组装体的构筑是通过弱的π–π相互作用,疏水相互作用,其形貌尺度为纳米级、球形的囊泡;以两亲杯芳烃AmC5A纳米超分子组装体作为组装体囊泡,选择性的在囊泡外层表面和疏水层包结不同的荧光分子,通过荧光分子的能量传递现不同的荧光颜色。本发明的优点是:以胆碱修饰两亲杯芳烃AmC5A作为构筑单元,在AmC5A的临界聚集浓度之上形成囊泡,不但在实现荧光分子有组织排布的同时克服了荧光分子之间的自淬灭,还可利用超分子的特性任意的调整荧光分子的种类和比例,实现了对其发光性质的精确调控。
【IPC分类】C09K11/02, C07C213/06, C07C219/14
【公开号】CN105566129
【申请号】CN201510967477
【发明人】郭东升, 徐喆, 彭姝, 张季恺
【申请人】南开大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月22日
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