[发明专利]一种具有规则排列溴基的有机－无机复合层状化合物及其制备方法

权利要求书

1.一种具有规则排列溴基的有机-无机复合层状化合物，包括有(A)溴基酰胺类对苯基氧化硅层状化合物；(B)溴基酰胺类丙基氧化硅层状化合物；(C)溴基酰胺(或酯)类丁酰胺对苯基氧化硅层状化合物；(D)溴基酰胺(或酯)类丁酰胺丙基氧化硅层状化合物；(E)溴基酰胺(或酯)类丁烯酰胺对苯基氧化硅层状化合物；(F)溴基酰胺(或酯)类戊酰胺对苯基氧化硅层状化合物；(G)溴基酰胺(或酯)类戊酰胺丙基氧化硅层状化合物；

其化学式和结构分别为：

(A)溴基酰胺类对苯基氧化硅层状化合物，化学式：-SiO_1.5C₆H₄NHRBr，结构为：

表1，R的种类及对应的溴代酰氯和层状化合物的名称

  R的种类  对应的溴代酰氯  的名称  对应的层状化合物名称  1  COCH₂  溴乙酰氯  溴乙酰胺对苯基氧化硅层状化合物  2  COCH(CH₃)  2-溴丙酰氯  2溴丙酰胺对苯基氧化硅层状化合物  3  COC₂H₄  3-溴丙酰氯  3-溴丙酰胺对苯基氧化硅层状化合物  4  COCH(C₂H₅)  2-溴丁酰氯  2-溴丁酰胺对苯基氧化硅层状化合物  5  COCH₂CH(CH₃)  3-溴丁酰氯  3-溴丁酰胺对苯基氧化硅层状化合物  6  CO(CH₂)₃  4-溴丁酰氯  4溴丁酰胺对苯基氧化硅层状化合物  7  COCH(C₃H₇)  2-溴戊酰氯  2溴戊酰胺对苯基氧化硅层状化合物  8  CO(CH₂)₄  5-溴戊酰氯  5-溴戊酰胺对苯基氧化硅层状化合物  9  CO(CH₂)₅  6溴己酰氯  6溴己酰胺对苯基氧化硅层状化合物  10  COC(CH₃)₂  2-溴，2-甲基丙酰氯  2溴，2-甲基丙酰胺对苯基氧化硅层状  化合物  11  COCHCH(CH₃)₂  2溴，3-甲基丁酰氯  2-溴，3甲基丁酰胺对苯基氧化硅层状  化合物  12  COC₆H₄  2(或3，或4)-溴苯  甲酰氯  2(或3，或4)-溴苯甲酰胺对苯基氧化  硅层状化合物  13  COCH₂C₆H₄  2-溴苯乙酰氯  2-溴苯乙酰胺对苯基氧化硅层状化合物

  14  COCHBrCH₂  2，3-二溴丙酰氯  2，3-二溴丙酰胺对苯基氧化硅层状化  合物  15  COCH(CH₂Br)CH₂  3-溴，2-甲基溴丙酰  氯  3-溴，2-甲基溴丙酰胺对苯基氧化硅  层状化合物  16  COCHBrC₂H₄  2，4-二溴丁酰氯  2，4-二溴丁酰胺对苯基氧化硅层状化合  物  17  COCBr₂  三溴乙酰氯  三溴乙酰胺对苯基氧化硅层状化合物

(B)溴基酰胺类丙基氧化硅层状化合物，化学式：-SiO_1.5C₃H₆NHRBr，R的种类及对应的溴代酰氯的名称见表1；对应的层状化合物的名称为某溴基酰胺丙基氧化硅层状化合物；例如：对应表1中的1号化合物名称为溴乙酰胺丙基氧化硅层状化合物；

结构为：

(C)溴基酰胺(或酯)类丁酰胺对苯基氧化硅层状化合物；化学式：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₄CORBr，结构为：

表2，R的种类及对应的溴基胺和层状化合物的名称

  R的种类  对应的溴代胺名称  对应的层状化合物名称  1  NH(CH₂)₂  2-溴乙胺  2-溴乙酰胺丁酰胺对苯基氧化硅层状化  合物  2  NH(CH₂)₃  3溴丙胺  3-溴丙酰胺丁酰胺对苯基氧化硅  层状化合物  3  NHCH₂C₆H₄  2(或3，或4，)溴  苯甲基胺  2(或3，或4，)-溴苯甲酰胺丁酰胺对苯  基氧化硅层状化合物  5  O(CH₂)₂  2-溴乙醇  2-溴乙酯丁酰胺对苯基氧化硅  层状化合物  4  OCH₂CBr₂  2，2，2-三溴乙醇  2，2，2-三溴乙酯丁酰胺对苯基氧化硅  层状化合物  6  O(CH₂)₃  3溴-1-丙醇  3-溴-1-丙酯丁酰胺对苯基氧化硅层状化  合物  7  OCH(C₂H₅)  1-溴2-丙醇  1-溴-2-丙酯丁酰胺对苯基氧化硅层状化  合物  8  OCH₂CH(Br)CH₂  2，3-二溴-1-丙醇  2，3-二溴-1-丙酯丁酰胺对苯基氧化硅  层状化合物  9  O(CH₂)₄  4-溴-1-丁醇  4-溴-1-丁酯丁酰胺对苯基氧化硅层状化  合物  10  OCH(CH₂Br)C₂H₄  1，4-二溴-2-丁醇  1，4-二溴-2丁酯丁酰胺对苯基氧化硅  层状化合物

(D)溴基酰胺(或酯)类丁酰胺丙基氧化硅层状化合物；化学式：-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₂H₄CORBr，R的种类及对应的溴代酰氯的名称见表2；对应的层状化合物的名称为某溴基酰胺(或酯)丁酰胺丙基氧化硅层状化合物；例如：对应表2中的1号化合物名称为2-溴乙酰胺丁酰胺丙基氧化硅层状化合物；结构为：

(E)溴基酰胺(或酯)类丁烯酰胺对苯基氧化硅层状化合物，化学式：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₂CORBr，R的种类及对应的溴代酰氯的名称见表2；对应的层状化合物的名称为某溴基酰胺(或酯)丁烯酰胺对苯基氧化硅层状化合物；例如：对应表2中的1号化合物名称为2-溴乙酰胺丁烯酰胺对苯基氧化硅层状化合物；结构为：

(F)溴基酰胺(或酯)类戊酰胺对苯基氧化硅层状化合物；化学式：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₃H₆CORBr，R的种类及对应的溴代酰氯的名称见表2；对应的层状化合物的名称为某溴基酰胺(或酯)丁烯酰胺对苯基氧化硅层状化合物；例如：对应表2中的1号化合物名称为2-溴乙酰胺戊酰胺对苯基氧化硅层状化合物；结构为：

(G)溴基酰胺(或酯)类戊酰胺丙基氧化硅层状化合物；化学式：-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₃H₆CORBr，R的种类及对应的溴代酰氯的名称见表2；对应的层状化合物的名称为某溴基酰胺(或酯)戊酰胺丙基氧化硅层状化合物；例如：对应表2中的1号化合物名称为2-溴乙酰胺戊酰胺丙基氧化硅层状化合物；结构为：

2.一种具有规则排列溴基的有机-无机复合层状化合物(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)的制备方法，其特征在于利用已经合成的带有规则排列氨基的有机-无机复合层状化合物同溴代酰氯进行酰胺化接枝反应，或用带有规则排列酰氯的有机-无机复合层状化合物同溴代胺或溴代醇进行酰胺化或酯化接枝反应，从而得到稳定的，具有规则排列溴基的有机-无机复合层状化合物。层状化合物(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)各自的制备过程和反应步骤如下：

A.溴基酰胺类对苯基氧化硅层状化合物(A)的制备；

(a)事先制备好对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；其制备方法为：首先将十二烷基硫酸钠溶解于去离子水中，然后加入对氨基苯基三甲氧基硅烷，接着缓慢滴加盐酸溶液调节混合溶液的pH值到2～3，并且在室温下磁力搅拌12天进行溶胶-凝胶过程；最后抽滤，分别用去离子水、乙酰洗涤，真空干燥得到对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；

其分子式为：-SiO_1.5C₆H₄NH₃C₁₂H₂₅OSO₃

结构为：

(b)将溴代酰氯(种类见表1)同对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物进行酰胺化接枝反应；其反应过程及步骤如下：将对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸分散在溴代酰氯(种类见表1)的THF溶液中，加热至50℃至70℃，磁力搅拌5小时；最后抽滤，用乙醇和二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物溴基酰胺类对苯基氧化硅层状化合物(A)(种类见表1)；

其化学反应过程如下：

-SiO_1.5C₆H₄NH₃C₁₂H₂₅OSO₃+BrRCl—→-SiO_1.5C₆H₄NHRBr

R的种类见表1

B.溴基酰胺类丙基氧化硅层状化合物(B)的制备；

(a)事先制备好氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；其制备方法为：首先将十二烷基硫酸钠溶解于去离子水中，然后加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷，接着缓慢滴加盐酸溶液调节混合溶液的pH值到2～3，并且在室温下磁力搅拌14天进行溶胶-凝胶过程，最后抽滤，分别用去离子水、乙醇洗涤，真空干燥，最终得到氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；其分子式为：-SiO_1.5C₃H₆NH₃C₁₂H₂₅OSO₃

结构为：

(b)将溴代酰氯(种类见表1)同氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物进行酰胺化接枝反应；其反应过程及步骤如下：将氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸分散在溴代酰氯(种类见表1)的DMSO溶液中，加热至50℃至70℃，磁力搅拌5小时；最后抽滤，用乙醇和二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物溴基酰胺类丙基氧化硅层状化合物(B)；其化学反应过程如下：

-SiO_1.5C₃H₆NH₃C₁₂H₂₅OSO₃+BrRCl—→-SiO_1.5C₃H₆NHRBr

R的种类见表1

C.溴基酰胺(或酯)类丁酰胺对苯基氧化硅层状化合物(C)的制备；

(a)事先制备好对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；其制备方法同上述的A中的(a)步骤；

(b)将丁二酸酐同上述的对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物进行反应；其反应过程及步骤如下：将对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸分散在THF中，然后再加入丁二酸酐，加热至50℃，磁力搅拌1天；最后抽滤，用乙醇洗涤，真空干燥，最终得产物对羧酸基丙酰胺苯基氧化硅层状化合物；其化学式为：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₄COOH，结构为：

(c)将二氯亚砜同上述的对羧酸基丙酰胺苯基氧化硅层状化合物进行反应；其反应过程及步骤如下：将对羧酸基丙酰胺苯基氧化硅分散在THF中，然后再加入二氯亚砜，加热至50℃，磁力搅拌3小时；最后抽滤，用二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物对酰氯丁酰胺苯基氧化硅层状化合物；其化学式为：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₄COCl，结构为：

(d)将溴代胺或溴代醇(种类见表2)同对酰氯丁酰胺苯基氧化硅层状化合物进行酰胺化接枝反应；其反应过程及步骤如下：将对酰氯丁酰胺苯基氧化硅分散在溴代胺或溴代醇(种类见表2)的无水DMF溶液中，加热至50℃至70℃，磁力搅拌5小时；最后抽滤，用二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物溴基酰胺(或酯)类丁酰胺对苯基氧化硅层状化合物(C)(种类见表2)；其化学反应过程如下：

-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₄COCl+BrR—→-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₄CORBr

R的种类见表2

D.溴基酰胺(或酯)类丁酰胺丙基氧化硅层状化合物(D)的制备；

(a)事先制备好氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；其制备方法同上述的B中的(a)步骤；

(b)将丁二酸酐同上述的氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物反应；其反应过程及步骤如下：将氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸分散在吡啶中，然后加入丁二酸酐，加热至60℃，磁力搅拌1天；最后抽滤，用乙醇洗涤，真空干燥，最终得产物羧酸基丙酰胺丙基氧化硅层状化合物；其分子式为：

-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₂H₄COOH，结构为：

(c)将二氯亚砜同上述的羧酸基丙酰胺丙基氧化硅层状化合物进行反应；其反应过程及步骤如下：将羧酸基丙酰胺丙基氧化硅分散在THF中，然后再加入二氯亚砜，加热至50℃，磁力搅拌3小时；最后抽滤，用二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物酰氯丁酰胺丙基氧化硅层状化合物；

其化学式为：-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₂H₄COCl，结构为：

(d)将溴代胺或溴代醇(种类见表2)同酰氯丁酰胺丙基氧化硅层状化合物进行酰胺化接枝反应；其反应过程及步骤如下：将酰氯丁酰胺丙基氧化硅分散在溴代胺或溴代醇(种类见表2)的无水DMF溶液中，加热至50℃至70℃，磁力搅拌5小时；最后抽滤，用二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物溴基酰胺(或酯)类丁酰胺丙基氧化硅层状化合物(D)；其化学反应过程如下：

-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₂H₄COCl+BrR—→-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₂H₄CORBr

R的种类见表2

E.溴基酰胺(或酯)类丁烯酰胺对苯基氧化硅层状化合物(E)的制备；

(a)事先制备好对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；其制备方法同上述的A中的(a)步骤；

(b)将丁烯二酸酐同上述的对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物进行反应；其反应过程及步骤如下：将对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸分散在THF中，然后再加入丁烯二酸酐，加热至50℃，磁力搅拌12小时；最后抽滤，用乙醇洗涤，真空干燥，最终得产物对羧酸基丙烯酰胺苯基氧化硅层状化合物；

其化学式为：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₂COOH

结构为：

(c)将二氯亚砜同上述的对羧酸基丙烯酰胺苯基氧化硅层状化合物进行反应；其反应过程及步骤如下：将对羧酸基丙烯酰胺苯基氧化硅分散在THF中，然后再加入二氯亚砜，加热至50℃，磁力搅拌3小时；最后抽滤，用二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物对酰氯丁烯酰胺苯基氧化硅层状化合物；

其化学式为：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₂COCl

结构为：

(d)将溴代胺或溴代醇(种类见表2)同对酰氯丁烯酰胺苯基氧化硅层状化合物进行酰胺化接枝反应；其反应过程及步骤如下：将对酰氯丁烯酰胺苯基氧化硅分散在溴代胺或溴代醇(种类见表2)的无水DMF溶液中，加热至50℃至70℃，磁力搅拌5小时；最后抽滤，用二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物溴基酰胺(或酯)类丁烯酰胺对苯基氧化硅层状化合物(E)；

其化学反应过程如下：

-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₂COCl+BrR—→-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₂H₂CORBr

R的种类见表2

F.溴基酰胺(或酯)戊酰胺类对苯基氧化硅层状化合物(F)的制备；

(a)事先制备好对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；其制备方法同上述的A中的(a)步骤；

(b)将戊二酸酐同上述的对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物进行反应；其反应过程及步骤如下：将对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物分散在THF中，然后加入戊二酸酐，加热至50℃，磁力搅拌1天，最后抽滤，用乙醇洗涤，真空干燥，最终得产物对羧酸基丁酰胺苯基氧化硅层状化合物；

其化学式为：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₃H₆COOH

结构为：

(c)将二氯亚砜同上述的对羧酸基丁酰胺苯基氧化硅层状化合物进行反应；其反应过程及步骤如下：将对羧酸基丁酰胺苯基氧化硅层状化合物分散在THF中，然后再加入二氯亚砜，加热至50℃，磁力搅拌3小时；最后抽滤，用二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物对酰氯戊酰胺苯基氧化硅层状化合物；

其化学式为：-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₃H₆COCl

结构为：

(d)将溴代胺或溴代醇(种类见表2)同对酰氯戊酰胺苯基氧化硅层状化合物进行酰胺化接枝反应；其反应过程及步骤如下：将对酰氯戊酰胺苯基氧化硅分散在溴代胺或溴代醇(种类见表2)的无水DMF溶液中，加热至50℃至70℃，磁力搅拌5小时；最后抽滤，用二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物溴基酰胺(或酯)戊酰胺类对苯基氧化硅层状化合物(F)；其化学反应过程如下：

-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₃H₆COCl+BrR—→-SiO_1.5C₆H₄NHCOC₃H₆CORBr

R的种类见表2

G.溴基酰胺(或酯)戊酰胺类丙基氧化硅层状化合物(G)的制备；

(a)事先制备好氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；其制备方法同上述的B中的(a)步骤；

(b)将戊二酸酐同上述的氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物进行反应；其反应过程及步骤如下：将氨基丙基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物分散在吡啶中，然后加入戊二酸酐，加热至60℃，磁力搅拌1天，最后抽滤，用乙醇洗涤，真空干燥，最终得产物羧酸基丁酰胺丙基氧化硅层状化合物；

其分子式为：SiO_1.5C₃H₆NHCOC₃H₆COOH

结构为：

(c)将二氯亚砜同羧酸基丁酰胺丙基氧化硅层状化合物反应；其反应过程及步骤如下：将羧酸基丁酰胺丙基氧化硅分散在THF中，然后再加入二氯亚砜，加热至50℃，磁力搅拌3小时；最后抽滤，用二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物酰氯戊酰胺丙基氧化硅层状化合物；

其化学式为：-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₃H₆COCl

结构为：

(d)将溴代胺或溴代醇(种类见表2)同酰氯戊酰胺丙基氧化硅层状化合物进行酰胺化接枝反应；其反应过程及步骤如下：将酰氯戊酰胺丙基氧化硅分散在溴代胺或溴代醇(种类见表2)的无水DMF溶液中，加热至50℃至70℃，磁力搅拌5小时；最后抽滤，用二氯甲烷洗涤，真空干燥，最终得产物溴基酰胺(或酯)戊酰胺类丙基氧化硅层状化合物(G)；其化学反应过程如下：

-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₃H₆COCl+BrR—→-SiO_1.5C₃H₆NHCOC₃H₆CORBr

R的种类见表2。