一种富勒烯衍生物微米花及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化合物制备技术领域，具体设及一种富勒締衍生物微米花，并进一步 公开其制备方法。
【背景技术】
[0002] 1985年，美国R.F.CruUR.E. Smallay和英国H.W.Kroto等科学家在用高能激光脉 冲向石墨时，意外发现一系列WC60为代表的碳离子簇，后来将运称之为富勒締或足球締， 由此富勒締作为碳元素的第=种同素异形体脱颖而出。后来受到建筑设计师己克明斯富勒 (Buckminster化1 Ier)设计的拱形圆屋顶的启发，Kroto等人终于确定了C60与拱形圆顶类 似的封闭球形笼状结构，运与C60的"稳定"性质相吻合。
[0003] 在对富勒締进行的研究中，有关富勒締的应用一直是科学家们最为关注的主要课 题之一。富勒締是碳的第=种同素异形体，其独特的=维球状空间结构和众多的双键赋予 了它一些特殊的光、电、磁等物理及化学性质。现有的研究成果表明，C60及其衍生物纳米材 料在光学、电学、力学、材料科学、催化W及生物医学等方面具有潜在的应用前景，例如，光 电池、有机晶体管、光发射二极管(OLE化）、传感器、超导体、光开关、光电探测器、吸附剂、催 化剂、疏水材料等等。并且富勒締是天然的纳米尺寸的分子，有着独特的性质，尤其是高度 对称的=维立体结构，在发光材料中引入富勒締分子有可能使其结构的有序性更趋于完 美，而使物理化学性质和性能得到较大的改善。富勒締更是因其特殊的结构在化学、生物 学、材料学、医学等领域显示出广泛的应用前景。然而C60在极性溶剂中的溶解性较差，祀向 性不理想，限制了其在生物医学领域的应用。因此，制备具有特殊光、电性能，良好溶解性及 祀向特异性的C60衍生物，对今后探索其生物活性及拓展富勒締基新材料具有重要的意义。
[0004] 已有的研究表明，作为富勒締 Cso衍生物之一的N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3， 4-富勒締基化咯烧，可广泛地用于光学材料、清洁剂、催化剂、疏水材料W及医学领域中的 动物防癌变药物之用。目前，人们已经通过1,3-偶极环加成反应成功合成出N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧。运种粉末状的产物虽有着较为广泛的用途，却因 其粉末的尺度较大，难W在清洁剂、催化剂和疏水材料等领域发挥更好的作用。
[0005] 中国专利CN103319397A公开了一种富勒締衍生物微米花，所述微米花为球形花状 的N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧，所述球形花为单晶态结构，由片 长为3-5WH、片高为1-3WH、片厚为20-3化m的相互交叉站立的微米片组成。所述微米花是利 用表面活性剂协助自组装法制得，通过精选表面活性剂的种类和用量制得尺度可控的富勒 締衍生物微米花。所述N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧微米花可广泛 地应用于清洁剂、催化剂和疏水材料等领域。
[0006] 但是，实际应用中发现，该方法制得的N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒 締基化咯烧微米花的结晶态产品中，含有的化合物的含量偏低，影响了实际应用过程的效 果;另外，该方法得到的微米花形态产品的尺度也存在无法适应更多应用的情况。
【发明内容】
[0007] 为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种尺度更小、化合物含量更高的富 勒締衍生物微米花，并进一步公开其制备方法。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明所述的制备富勒締衍生物微米花的方法，包括如下 步骤：
[0009] (1)取N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧与四氯化碳溶剂混 匀，制得N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧四氯化碳溶液，备用；
[0010] (2)取十六烷基S甲基漠化锭与异丙醇溶剂混匀，制得十六烷基S甲基漠化锭异 丙醇溶液，备用；
[0011] (3)将步骤（1)中制备的N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧四 氯化碳溶液，与步骤(2)中制得的十六烷基=甲基漠化锭异丙醇溶液混匀并揽拌，水浴控制 反应体系溫度为5-15°C，揽拌5-lOmin;随后快速控制反应体系升溫至20-30°C，揽拌5-IOmin;随后快速控制反应体系升溫至40-50°C，揽拌5-lOmin;随后快速控制反应体系升溫 至60-70°C，揽拌5-lOmin;随后快速控制反应体系降溫至5-15°C，揽拌5-lOmin，得到混和 液；
[0012] (4)对得到的混和液交替进行固液分离和洗涂处理，制得所需的富勒締衍生物微 米花。
[0013] 优选的，所述步骤(3)中，所述揽拌步骤的控溫过程具体为:水浴控制反应体系溫 度为l〇°C，揽拌5-lOmin;随后快速控制反应体系升溫至25°C，揽拌5-lOmin;随后快速控制 反应体系升溫至45°C，揽拌5-lOmin;随后快速控制反应体系升溫至65°C，揽拌5-lOmin;随 后快速控制反应体系降溫至l〇°C，揽拌5-lOmin，得到混和液；
[0014] 所述步骤（1)中，所述N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧四氯 化碳溶液的浓度为0.5-3. Og/L。
[0015] 所述步骤(2)中，所述十六烷基S甲基漠化锭异丙醇溶液的浓度为2-lOmmol/L。
[0016] 所述步骤(3)中，所述N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧四氯 化碳溶液与所述十六烷基=甲基漠化锭异丙醇溶液的体积比为1:1-10。
[0017] 所述步骤(4)中，所述固液分离步骤为离屯、分离，离屯、转速为4000-60(K)rpm、时间 为8_12min。
[0018] 所述步骤(4)中，所述洗涂处理步骤包括使用无水乙醇对离屯、分离后得到的固态 物质进行清洗的步骤。
[0019] 所述步骤(4)中，所述固液分离和洗涂处理交替进行3-5次。
[0020] 所述步骤(4)中，还包括将获得的富勒締衍生物微米花固态物质置于常溫下惊干 的步骤。
[0021] 本发明还公开了由上述方法制备得到的富勒締衍生物微米花。
[0022] 本发明所述制备N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧微米花的 方法，是基于现有技术中已知的表面活性剂协助自组装方法进一步开发而得，本发明所述 方法针对性的对N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧四氯化碳溶液与十 六烷基S甲基漠化锭异丙醇溶液的揽拌条件进行优化，制备得到的N-甲基-2-[4-二甲基氨 基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧微米花为球形花状结构;所述球形花由相互交叉站立的曲面 状微米片组成，所述微米片为单晶态结构，其片长为1-2凹1、片高为1-2凹1、片厚为10-20nm。 相比于现有技术，可W制得尺寸更小、化合物含量更高的N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3，4-富勒締基化咯烧微米花产物;而且使得所述制备方法相对于现有技术而言，对反应条 件的要求更为宽泛(包括但不限于反应物浓度等参数），取得了预料不到的技术效果。
【附图说明】
[0023] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
[0024] 图1是实施例4制得产物的电镜(SEM)扫描表征结果；
[0025] 图2是实施例4制得产物的透射电镜(TEM)表征结果；
[0026] 图3是实施例4制得产物的核磁共振表征结果；
[0027] 图4是实施例4制得产物的红外光谱(FTIR)表征结果。
【具体实施方式】
[002引实施例1N-甲基-2-[4-二甲基氨基巧基-3,4-富勒締基化咯烧的制备
[0029] 本实施例所述N-甲基-2-[4-二甲基氨基]苯基-3,4-富勒締基化咯烧的制备方法 按照现有技术的已知方法制得，具体为:在氣气保护下，先按照摩尔比为1:7的比例将富勒 締 C60溶于新蒸甲苯中，并揽拌1-化，得到富勒締 C60甲苯溶液，再向富勒締 C60甲苯溶液中分 另咖入4-二甲基氨基苯