【摘 要】
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小分子有机化合物由于在某些溶剂中可以形成凝胶使其具有独特的结构进而使得其在纳米材料模板、药物释放控制、荧光传感器、敏感性凝胶的制备等领域具有相当大的应用价值。具
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小分子有机化合物由于在某些溶剂中可以形成凝胶使其具有独特的结构进而使得其在纳米材料模板、药物释放控制、荧光传感器、敏感性凝胶的制备等领域具有相当大的应用价值。具有凝胶特性的小分子有机化合物被称为有机凝胶因子,生成的有机凝胶称为小分子有机凝胶。小分子有机凝胶因子可以在很低的浓度下通过分子间氢键、配位键、范德华力、л-л堆积作用、疏水作用等聚集,自组装成纤维装聚集体,并进一步形成缠结的三维网络结构,从而使得溶剂分子被锁住形成凝胶。近年来,许多响应型凝胶因子不断被报道出来。本文设计合成了五种基于邻苯二胺结构的双希夫碱凝胶因子,其中G3和G4属于Salen型希夫碱。Salen型希夫碱通常是由水杨醛类与二胺类缩合得到的含有N,O配位原子的四齿配体,其易于制备并且与金属离子具有很高的配位活性,所以一直也是研究的重点。本文通过多种方法研究了五种凝胶因子的凝胶性能、微观形貌、以及自组装机理,并且对G3和G4进行了金属离子响应性研究。文章的具体内容如下:(1)合成制备了两种基于邻苯二胺的长链烷基双希夫碱凝胶因子G1和G2。合成路线是以硬脂酸与软脂酸为原料,分别与对羟基苯甲醛酯化缩合制备中间体,最后与邻苯二胺缩合得到产物凝胶因子G1与G2。通过1H NMR、13C NMR、ESI-MS确定了凝胶因子的结构。并首先研究了这两种凝胶因子的凝胶性能。发现这两种凝胶因子在乙醇、1,2-二氯乙烷以及丙酮等溶剂中可以形成具有热稳定性的有机凝胶。通过红外光谱,XRD,扫描电镜分析了其自组装驱动力。(2)合成制备了两种基于邻苯二胺的长链烷基salen型希夫碱凝胶因子G3和G4。仍然以硬脂酸与软脂酸为原料,分别与2,4-二羟基苯甲醛酯化缩合制备中间体,最后与邻苯二胺缩合制备产物凝胶因子G3与G4。通过1H NMR、13C NMR、ESI-MS确定了凝胶因子的结构。并同样对这两种凝胶因子的凝胶性能进行了研究。通过红外光谱,XRD以及扫描电镜研究了其自组装驱动力。由于Salen型希夫碱是四齿配体,因此具有更好的金属离子配位性。紫外光谱显示凝胶因子G3与G4都与Zn2+产生良好的配位。通过金属离子滴加到凝胶中使得凝胶塌陷也证实了这两种凝胶因子的金属离子识别响应性。最后推测了凝胶因子的自组装方式。(3)合成制备了一种基于邻苯二胺的长链烷基双希夫碱凝胶因子G5。合成路线为以油酸为原料,与对羟基苯甲醛酯化缩合制备中间体,最后与邻苯二胺缩合得到产物凝胶因子G5。通过1H NMR、13C NMR、ESI-MS确定了其结构。并通过紫外光谱,红外光谱,XRD,扫描电镜分析了自组装驱动力。Kamlet-Taft参数分析解释了凝胶因子在何种溶剂中可以形成热稳定性的凝胶。
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