一种金字塔型多金属氧酸盐-笼型倍半硅氧烷杂化分子及其制备方法和应用与流程

文档序号:23462358发布日期:2020-12-29 12:42阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种金字塔型多金属氧酸盐-笼型倍半硅氧烷杂化分子,它具有精确的分子量和固定的分子形状,其化学简称为4poss-dl-pom,其中pom的分子式为(bu4n)6h3(p2w15v3o62),代表dawson型多金属氧簇,poss代表异丁基官能化的t8型倍半硅氧烷,4poss-dl-pom的结构式为:

2.权利要求1所述的一种金字塔型多金属氧酸盐-笼型倍半硅氧烷杂化分子的制备方法,其特征在于,起始原料为dawson型多金属氧簇、二叔丁基芴甲氧羰、和单氨基修饰的异丁基t8型倍半硅氧烷,

1)将2tbu-nh2和fmoc-osu,物质的量之比为1:1.1,溶于thf中,室温搅拌,点板监测,待反应完全,旋除溶剂,硅胶柱层析纯化,淋洗剂为石油醚:乙酸乙酯体积比=3:1,经干燥得到白色固体2tbu-fmoc;

2)选用2tbu-fmoc溶解于无水甲酸中,室温搅拌,待反应完全,旋除甲酸,将得到的产品分散到乙醚中,超声使其均匀分散,大量白色固体析出,过滤得到白色固体2cooh-fmoc,将2cooh-fmoc,poss-nh2和hatu,物质的量之比为1:3.0:3.0,溶解于n,n-二异丙基乙胺中,室温搅拌24-72h,得到白色固体2poss-dl-fmoc;

3)2poss-dl-fmoc溶于三氯甲烷中,缓慢注入二乙胺,室温搅拌,点板监测,待反应完全,旋除溶剂;硅胶柱层析纯化,淋洗剂为二氯甲烷:甲醇体积比=15:1,得到白色固体2poss-dl-nh2;

4)将步骤2)得到的2cooh-fmoc,步骤3)得到的2poss-dl-nh2和hatu物质的量之比为1:2.5:2.5,依次加入干燥的dmf和干燥的chcl3混合溶剂中,搅拌至完全溶解;随后缓慢注入n,n-二异丙基乙胺,继续室温搅拌反应,点板监测,待反应完全,依次用10%的盐酸水溶液萃洗两次、蒸馏水萃洗两次,无水硫酸钠干燥,旋除溶剂,硅胶柱层析纯化,淋洗剂为二氯甲烷:甲醇体积比=50:1,经干燥得到白色固体4poss-dl-fmoc;

5)将物质的量之比为1:30的4poss-dl-fmoc和二乙胺溶于三氯甲烷中,室温搅拌,点板监测,待反应完全,旋除溶剂,硅胶柱层析纯化,淋洗剂为二氯甲烷:甲醇体积比=15:1,得到白色固体4poss-dl-nh2;

6)将步骤5)得到的4poss-dl-nh2,琥珀酸酐和三乙胺,物质的量之比为1:1.2:1.2,溶于三氯甲烷中,室温搅拌,点板监测,待反应完全,依次用10%的盐酸水溶液萃洗两次、蒸馏水萃洗两次,无水硫酸钠干燥,旋除溶剂,硅胶柱层析纯化,淋洗剂为二氯甲烷:甲醇体积比=15:1,得到白色固体4poss-dl-cooh;

7)将步骤6)得到的4poss-dl-cooh,三羟甲基氨基甲烷和eedq,物质的量之比为1:1.5:1.5,溶于三氯甲烷中,室温搅拌,点板监测,待反应完全,无水硫酸钠干燥,旋除溶剂,硅胶柱层析纯化,淋洗剂为二氯甲烷:甲醇体积比=15:1,得到白色固体4poss-dl-tris;

8)笼型倍半硅氧烷-多金属氧簇(4poss-dl-pom)的合成:步骤7)得到4poss-dl-tris和v3pom,它们物质的量之比为1:1.3,溶于dmf中,控温70-80摄氏度,反应5天至一周,旋除溶剂,残余物溶于少量四氢呋喃,滤除过量原料,旋干,再次加入四氢呋喃和乙腈溶剂,离心得到固体沉淀,然后加入少量四氢呋喃的同时加入大量的乙醚溶剂,离心得到固体沉淀,重复操作3-4次,得到黄色固体4poss-dl-pom。

3.权利要求1所述的金字塔型多金属氧酸盐-笼型倍半硅氧烷杂化分子的应用,用于构筑胶体晶体,制备方法为:

1)前驱体溶液的制备

以4poss-dl-pom杂化分子为基底材料,加入丙酮溶剂和正癸烷溶剂体积比3:2,得到的前驱体溶液样品浓度为6.0mg/ml;

2)胶体晶体的制备

将上述前驱体溶液置于容器中,室温敞口挥发12-24小时,此时得到的溶液为纳米粒子悬浮溶液,将溶液滴至碳膜上,缓慢挥发,真空干燥,得到胶体晶体。


技术总结
一种金字塔型多金属氧酸盐‑笼型倍半硅氧烷杂化分子及其制备方法和应用。通过合理的分子设计,经多步有机反应,将一个多金属氧酸盐和四个笼型倍半硅氧烷连接在一起,成功合成了金字塔型多金属氧‑笼型倍半硅氧烷杂化分子。该杂化物是通过共价键连接而成,所以有固定的分子形状,并且可以通过基质辅助激光解析电离源‑飞行时间质谱(MALDI‑TOF‑MS)确定精确的分子量,在溶液自组装的研究过程中,我们着重关注组装过程和结构变化,通过高倍透射电镜可以观察到当浓度较低时,分子自组装成胶体粒子,进一步增加浓度,胶体粒子形成胶体晶体。该结构具有较高的稳定性,可以直接利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和小角X射线散射(SAXS)对其结构进行表征。

技术研发人员:王维;王晓静;于成彬
受保护的技术使用者:南开大学
技术研发日:2020.09.20
技术公布日:2020.12.29
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