[发明专利]一种含长烷基链的苯并咪唑衍生物及其金属水凝胶的制备和应用

说明书

本发明合成了一种含长烷基链的苯并咪唑衍生物WCB，WCB与α‑环糊精溶解于水中形成超分子水凝胶WCB‑α‑CD，该超分子水凝胶WCB‑α‑CD中加入3倍当量Eu³⁺,Th⁴⁺,Ce³⁺,Tb³⁺,La³⁺金属离子的水溶液，形成稳定的超分子金属水凝胶WCB‑α‑CD+Ms（Ms=Eu³⁺,Th⁴⁺,Ce³⁺,Tb³⁺,La³⁺）。将该超分子金属水凝胶晾干后可得到干凝胶透明薄膜，这种干凝胶薄膜可以在紫外灯下观察到不同颜色的发光。因此，该超分子金属水凝胶的干凝胶薄膜可作为一种光致发光材料，不仅颜色可调，使用方便，而且溶剂对环境无污染，在LED器件和照明显示装置等方面具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于化合物合成领域和光致发光材料领域，涉及一种含长烷基链的苯并咪唑衍生物及其金属水凝胶的制备，该金属水凝胶主要用于颜色可调的光致发光材料。

背景技术

超分子凝胶是一种低分子量的有机化合物（凝胶因子），在有机溶剂中通过氢键、范德华力和π-π堆积作用等分子间弱相互作用力组装形成的超分子（软）材料。而超分子水凝胶由于其在纯水中可以组装形成凝胶，相较于其他有机凝胶，制备更简单且对环境无污染，因此，超分子水凝胶是具有更广泛的用途。

目前报道的光致发光材料大多数都是基于有机溶剂，因此，如果开发出基于纯水相中的光致发光材料将会避免由有机溶剂造成的损害人身体健康和环境污染等不良影响，所以，将超分子水凝胶薄膜应用于颜色可调的光致发光材料中，不仅成本较低更不会对环境造成污染。

发明内容

本发明的第一个目的：提供一种含长烷基链的苯并咪唑衍生物；

本发明的第二个目的：提供一种含长烷基链的苯并咪唑衍生物的合成方法：

本发明的第三个目的：提供一种基于含长烷基链的苯并咪唑衍生物的金属水凝胶的合成方法；

本发明的第四个目的：提供上述基于含长烷基链的苯并咪唑衍生物的金属水凝胶作为颜色可调的光致发光材料的应用。

一、含长烷基链的苯并咪唑衍生物的结构及合成

本发明含长烷基链的苯并咪唑衍生物，其结构式为：

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本发明含长烷基链的苯并咪唑衍生物的合成方法，包括以下工艺步骤：

（1）2-十一烷基苯并咪唑的合成：以氮气保护为保护气，将邻苯二胺和月桂酸通过熔融法在125~130℃下回流反应1.5~2小时，用KOH醇溶液调节pH至9~10，冷却抽滤，用乙醇和水重结晶后得到有金属光泽的白色固体2-十一烷基苯并咪唑（UB）；邻苯二胺与月桂酸的摩尔比为1:0.8~1:0.9。

（2）1-乙酸甲酯基-2十一烷基苯并咪唑的合成：以丙酮为溶剂，K₂CO₃和KI为催化剂，将2-十一烷基苯并咪唑与氯乙酸甲酯在60~65℃下回流反应38~40小时，反应结束后减压抽滤除去无机盐，将滤液旋干后冷冻，可得到红棕色固体产物1-乙酸甲酯-2十一烷基苯并咪唑（UB1）；2-十一烷基苯并咪唑与氯乙酸甲酯的摩尔比为1:1.12~1:1.15；2-十一烷基苯并咪唑与K₂CO₃的摩尔比为1:1.2~1:1.3；2-十一烷基苯并咪唑与KI的摩尔比为1:0.2~1:0.25。