[发明专利]一种超分子有机凝胶组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明属于化学检测技术领域，涉及一种超分子有机凝胶组合物。本发明的超分子有机凝胶组合物能够在有机溶剂中形成稳定的凝胶体系，并对苦味酸具有单一选择性刺激响应识别功能。

背景技术

2,4,6-三硝基苯酚，别名苦味酸，为略带黄色的结晶，无臭，味苦；易溶于热水，极易溶于沸水；溶于乙醇、乙醚、氯仿、甲苯等有机溶剂。苦味酸主要应用于炸药、染料、皮革、制药等工业领域，也是许多芳香族硝基化合物生产中的副产物。除了易爆炸且不易控制外，苦味酸还具有较大的生物毒性，对眼睛、皮肤、呼吸道和消化道产生危害，长期接触会引起头痛、恶心、呕吐、腹泻、发热等症状，并损伤红细胞，引起出血性胃炎、肝炎、黄疸等。

我国于2002年6月1日开始实施的GB3838-2002《地表水环境质量标准》中，将苦味酸列为新增加的集中式生活饮用水地表水源地40个特定项目之一，其标准限值为0.5mg/L。因此，苦味酸工业生产及应用过程中排放的废水以及其周边居民生活用水中的苦味酸残留检测就显得尤为重要。目前苦味酸的检测方法多采用气相色谱法和高效液相色谱法，这些方法需要昂贵的仪器、复杂的测试步骤和专业的测试人员，检测方法复杂，且检测时间长、成本高。

刺激响应型超分子有机凝胶作为一种新型的智能材料，在化学、功能材料、表面科学、电子显示器、分子等领域的潜在应用已经受到了广泛关注。超分子有机凝胶是通过凝胶因子之间的各种非共价键相互作用（氢键、π-π堆积作用、静电作用、范德华力等）自组装形成一维有序聚集体，这些一维有序聚集体堆积形成纤维，纤维再互相堆叠或缠绕形成三维网络状结构，将溶剂固定于其中，形成一种介于固体与液体之间的物质形态。这种超分子有机凝胶往往可以对酸、碱、光、主客体、氧化/还原等刺激因素做出相应的响应。

目前关于超分子有机凝胶对阳离子、阴离子的单一选择性刺激响应识别已经有了一些报道。例如，可以对汞离子实现单一选择性刺激响应而形成稳定的超分子有机凝胶(B.N.Ghosh,S.Bhowmik,P.Mal,K.Rissanen,Chem.Commun.,2014,50,734)；可以对氟离子实现单一选择性比色识别的离子响应型超分子凝胶材料(Y.P.Zhang,SMJiang,Org.Biomol.Chem.,2012,10,6973)。但关于超分子有机凝胶对化合物实现单一选择性识别的报道还是比较少的。

发明内容

本发明的目的是提供一种超分子有机凝胶组合物，本发明所述的超分子有机凝胶组合物可以对化合物具有单一选择性刺激响应。

提供所述超分子有机凝胶组合物的制备方法，是本发明的目的之二。

提供所述超分子有机凝胶组合物的用途，简单而有效地对苦味酸进行检测，是本发明的目的之三。

本发明提供的超分子有机凝胶组合物是将双组份凝胶因子溶解在甲苯中构成的混合体系。

其中：

所述凝胶因子组分1为3,3'-二胆固醇琥珀酰咪唑单酯基二丙胺基琥珀酸单酰胺，化学式C₇₂H₁₁₇N₃O₉，具有下述结构式：

。

上述凝胶因子组分1可以采用下述方法制备得到：

1）将胆固醇琥珀酸单酯与N,N'-羰基二咪唑溶于干燥的二氯甲烷中，反应得到胆固醇琥珀酰咪唑单酯；

2）将3,3'-二氨基二丙胺、胆固醇琥珀酰咪唑单酯溶于干燥的二氯甲烷中，反应得到3,3'-二胆固醇琥珀酰咪唑单酯基二丙胺；

3）将3,3'-二胆固醇琥珀酰咪唑单酯基-二丙胺、琥珀酸酐、三乙胺溶于干燥的二氯甲烷中，反应得到3,3'-二胆固醇琥珀酰咪唑单酯基二丙胺基琥珀酸单酰胺。

上述制备方法中，优选胆固醇琥珀酸单酯与N,N'-羰基二咪唑的摩尔比为1∶1～1.2；3,3'-二氨基二丙胺与胆固醇琥珀酰咪唑单酯的摩尔比为1∶2～2.5；3,3'-二胆固醇琥珀酰咪唑单酯基二丙胺、琥珀酸酐、三乙胺的摩尔比为1∶1～1.2∶0.1～0.2。

所述凝胶因子组分2为以下结构式表示的4,4'-联吡啶，

。

或具有下述结构式的1,4-二(对吡啶基)苯，

。

同时，将凝胶因子组分1与凝胶因子组分2按照2∶1的摩尔比进行混合。

本发明所述超分子有机凝胶组合物中，优选凝胶因子的浓度范围为5～30mg/mL。