专利名称：螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法
螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料领域，特别涉及一种螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法。
技术背景
螺旋结构是自然界最普遍的一种形状，DNA以及许多其它在生物细胞中发现的微型结构都采用了这种构造。大到星系小到分子，不对称结构到处可见。在材料制备领域，科学家们利用手性转移原理，制备出了各种各样的手性和螺旋的纳米结构。其中，单一手性的介孔二氧化硅纳米纤维以及纳米管是最为成功的例子。通常，这些纳米结构是以手性小分子两亲化合物的自组装体为模板制备而形成的。这些小分子一般为氨基酸、葡萄糖或胆固醇的衍生物。它们通过氢键、η-η相互作用或憎溶剂缔合作用形成单一手性的一维纳米纤维结构。但是关于螺旋有机-无机杂化氧化硅纳米材料的报道并不多。对于有机-无机杂化氧化硅材料而言，由于有机官能团的存在，使这类杂化材料在组成上具有广泛的可调性， 并且具有很好的稳定性，从而使得这类杂化材料被广泛应用于表面改性剂、涂料、催化剂和膜材料。
有机-无机杂化氧化硅兼具无机物和有机物的特性，还具有单一无机物和有机物无法比拟的独特性能，在催化剂载体、介电材料、发光材料、金属吸附材料等方面具有良好的应用前景。氧化硅纳米材料通常采用溶胶-凝胶(Sol-gel)方法进行制备，其基本原理是在一定的条件下，桥联有机倍半硅氧烷前驱体经过复杂的水解缩聚反应形成网状结构， 然后经过陈化与干燥得到氧化硅材料。通过选择含有不同有机基团的桥联倍半硅氧烷单体、改变不同的溶胶-凝胶工艺、选择水解缩聚过程条件，可以制得具有各种结构的氧化硅材料。中国专利申请(公开号为CN101638238)公开了一种形貌和结构可控的含有有序介孔孔道的二氧化硅纳米材料的制备方法，该方法通过调节表面活性剂配比，经过硅源缩聚得到不同形貌的二氧化硅纳米材料；这种方法制备工艺简单，成本低，反应条件温和，制备的材料结构和形貌可控。中国专利申请(公开号为CN101514001)公开了一种棒状有序介孔二氧化硅纳米材料及其制备方法，该专利通过化学表面活性剂制备的棒状有序介孔二氧化硅材料具有较大的孔容和比表面积，长径比可控。中国专利申请(公开号CN1010M691) 公开了一种自组装生长的聚倍半硅氧烷纳米管及纳米线的制法，该专利以水为溶剂，有机倍半硅氧烷为硅源，在一定温度和压力下聚合制备纳米管和纳米线。而联噻吩基氧化硅，尤其是具有螺旋结构的联噻吩基氧化硅目前尚未见报道
发明内容
为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现选择阳离子表面活性剂为模板，通过溶胶-凝胶转录法制备一种螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料，包括以下步骤(1)将Z-氨基酸与烷基胺通过缩合反应形成酰胺键，然后脱去Z保护基团，得到中间产物A，所述中间产物A的结构式通式为
权利要求
1.螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1)将Z-氨基酸与烷基胺通过缩合反应形成酰胺键，然后脱去Z保护基团，得到中间产物A，所述中间产物A的结构式通式为
2.根据权利要求1所述的螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于所述烷基胺为十四胺、十五胺、十六胺、十七胺或十八胺。
3.根据权利要求1所述的螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于所述溴代酰氯为溴乙酰氯、溴丙酰氯、溴丁酰氯、溴戊酰氯或溴己酰氯。
4.根据权利要求1所述的螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于所述螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料为5，5’ -双(三乙氧基硅基)-2，2’ -联噻吩，其结构式为。
5.根据权利要求1所述的螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于所述螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料为4，4’-双(三乙氧基硅基)-2，2’-联噻吩，其结构是为。
6.根据权利要求1所述的螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于， 步骤1的具体过程如下以氨基酸的物质的量为1标准份，称取1份Z-氨基酸溶解在 400-2000 mL的乙酸乙酯中，冰浴下加入1-1. 2份的二环己基碳二胺，搅拌1_10小时后， 将1-1. 2份的烷基胺缓慢加到混合液中，反应M-72小时；加入5-20 mL冰醋酸破坏二环己基碳二胺，搅拌1-3小时；将反应混合物热过滤，滤液冷却结晶，抽滤后得到白色固体； 将其和5-10g的Pd/C溶于100-1000 mL的乙醇中，通入氢气反应，至室温没有固体析出则反应完全；抽滤除去Pd/C，滤液旋转蒸发除去溶剂，用石油醚重结晶后得到中间产物A。
7.根据权利要求1所述的螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于， 步骤2具体过程如下以中间产物A的物质的量为1标准份，将1份的中间产物A溶解于 100-1000 mL重蒸的CH2Cl2中，在冰浴的条件下加入1. 5_3份的重蒸的三乙胺和1. 1-1. 5份的溴代酰氯，反应1-10小时；反应后进行热过滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，用无水乙醇重结晶后得到中间产物B。
8.根据权利要求1的螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤3 具体过程如下以中间产物B的物质的量为1标准份，将1份中间产物B加入10. 0-100. OmL 的三乙胺中，氮气保护下加热到70-150°C，反应2- 小时；将反应混合物冷却至室温后旋干呈固体，用乙醚重结晶后得到阳离子表面活性剂C。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法， 其特征在于，步骤4具体过程如下以阳离子表面活性剂C的物质的量为1标准份，将1份 C 溶解在 0. 8-2. 0 mL 1-3 mol/L 的 HCl 溶液或 1. 6-4. 0 mL 0. 1-0. 5 mol/L 的 NaOH 溶液中，加入1. 8^3. 6份联噻吩基桥联倍半硅氧烷，室温下强烈搅拌至反应混合物变白；停止搅拌，室温下静置1-3天，40-100 °C油浴3-6天；将反应混合物抽滤得到白色固体，将其加入到IOOmL甲醇和5 mL 36 wt%的HCl混合溶液中，抽提12-72小时除去C，干燥后得到目标产物螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料。
全文摘要
本发明公开了一种螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料的制备方法，包括以下步骤，1、将Z-氨基酸与烷基胺通过缩合反应形成酰胺键，然后脱去Z保护基团，得到中间产物A；2、得到的中间产物A与溴代酰氯反应得到中间产物B；3、得到的中间产物B与三乙胺反应得到阳离子表面活性剂C；4、采用阳离子表面活性剂C为模板剂，以联噻吩基倍半硅氧烷为硅源，制备螺旋联噻吩基氧化硅纳米材料。本发明工艺路线简单、原料便宜易得、反应时间短、操作方便、无污染。
文档编号B82Y30/00GK102530968SQ20121000531
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者李宝宗, 李艺, 杨永刚 申请人:苏州苏凯路化学科技有限公司