一種條帶狀形貌的四氫鍵富勒烯超分子聚合物及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種條帶狀形貌的四氫鍵富勒烯超分子聚合物及其制備方法，通過(guò)Bingel反應(yīng)制備C60橋聯(lián)丙二酸二乙酯，再還原反應(yīng)制備C60橋聯(lián)丙二酸，最后一鍋法制備四氫鍵富勒烯超分子聚合物；以及該超分子聚合物經(jīng)溶劑擴(kuò)散后，在基底上自然干燥得到二維形貌結(jié)構(gòu)。四氫鍵富勒烯超分子聚合物合成方法簡(jiǎn)單，同時(shí)條帶狀形貌結(jié)構(gòu)的制備，是一種可控制備富勒烯衍生物自組裝結(jié)構(gòu)的新方法，在光電材料方面具有良好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種條帶狀形貌的四氫鍵富勒烯超分子聚合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超分子材料科學(xué)領(lǐng)域，特別涉及通過(guò)多重氫鍵聯(lián)接富勒烯形成具有特殊形貌的超分子聚合物及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]由于特殊的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)，富勒烯(C6tl)被廣泛應(yīng)用于光電材料、納米器件等領(lǐng)域[見(jiàn)(I) N.S.Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, F.ffudl, PhotoinducedElectron Transfer from a Conducting Polymer to Buckminsterfullerene[J].Science, 1992, 258:1474-1476] 0通過(guò)自組裝改變富勒烯聚集體的結(jié)構(gòu)形貌，可有效改善其作為光電轉(zhuǎn)換器件中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元的性能。C6tl的零級(jí)結(jié)構(gòu)已被廣泛接受，自組裝形成的納米纖維狀或納米管狀一維C6tl結(jié)構(gòu)的新型光電和磁性能研究也成為新的研究領(lǐng)域，其在場(chǎng)效應(yīng)晶體管、太陽(yáng)能電池、燃料電池催化劑載體、電極材料等方面的應(yīng)用具有良好的前景[見(jiàn)(2) L.Wang, B.Liu, D.Liu, et al.Synthesis of Thin, Rectangular C60Nanorods Usingm-Xylene as a Shape Controller[J].Advanced Materials, 2006, 18(14):1883-1888]。由于良好的方向性、選擇性和可逆性，氫鍵常用于自組裝的聯(lián)接單元。四重氫鍵單元具有高結(jié)合常數(shù)(Kd ^ 6 X IO7M 0，穩(wěn)定性好(見(jiàn)(3) A.P.H.J.Schenning, P.Jonkheijm, E.Peeters, E.ff.Meijer, Hierarchical Order in Supramolecular Assemblies of Hydrogen-BondedOligo (p-Phenylene Vinylene) s [J].J.Am.Chem.Soc.2001, 123:409-416)。通過(guò)四重氫鍵單元鏈接C6tl衍生物，形成有序的二維形貌結(jié)構(gòu)還未見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是合成帶有四重氫鍵單元嘧啶酮C6tl衍生物自組裝形成的四氫鍵富勒烯超分子聚合物，該聚合物經(jīng)過(guò)超聲擴(kuò)散、基底上自然干燥后形成有序的二維形貌結(jié)構(gòu)。`
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:通過(guò)Bingel反應(yīng)制備C6tl橋聯(lián)丙二酸二乙酯，再還原反應(yīng)制備C6tl橋聯(lián)丙二酸，最后一鍋法制備四氫鍵富勒烯超分子聚合物；該超分子聚合物經(jīng)溶劑擴(kuò)散后，在基底上自然干燥得到二維形貌結(jié)構(gòu)。
[0005]具體技術(shù)方案如下:
[0006]一種條帶狀形貌的四氫鍵富勒烯超分子聚合物，所述四氫鍵富勒烯超分子聚合物
具有如下結(jié)構(gòu)式:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種條帶狀形貌的四氫鍵富勒烯超分子聚合物，其特征在于，所述四氫鍵富勒烯超分子聚合物具有如下結(jié)構(gòu)式:
2.權(quán)利要求1所述的條帶狀形貌的四氫鍵富勒烯超分子聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)Bingel反應(yīng)制備C6tl橋聯(lián)丙二酸二乙酯: 將C6tl和溴代丙二酸二乙酯溶解在200~SOOmL甲苯中，氫化鈉作催化劑，常溫下攪拌反應(yīng)5~24小時(shí)；停止反應(yīng)后,滴入I~5mol/L硫酸溶液,再用硫酸鎂干燥,過(guò)濾得到液體，過(guò)柱、懸蒸提純得到黑色固體，真空烘箱干燥得到固體產(chǎn)物C6tl橋聯(lián)丙二酸二乙酯；其中，CM和溴代丙二酸二乙酯的摩爾比為1:4~3:4，C6tl與NaH摩爾比為1:1~1:10 ; (2)還原反應(yīng)合成C6tl橋聯(lián)丙二酸: 在裝有步驟(1)得到的C6tl橋聯(lián)丙二酸二乙酯的反應(yīng)器中加入50~200mL鄰二氯苯、.0.5~2mL乙酸、0.5~2mL質(zhì)量濃度為36~38%的鹽酸、0.5~2mL水，將所述反應(yīng)器置于油浴鍋中，恒溫70°C，打開(kāi)攪拌設(shè)備，過(guò)夜反應(yīng)； 反應(yīng)5~24小時(shí)后停止加熱，加入3倍反應(yīng)液體積的乙醇進(jìn)行混合，并對(duì)混合后溶液進(jìn)行離心分離，得到沉淀物；將所述沉淀物用乙醇洗出，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀分離乙醇和固體產(chǎn)物，最后將固體產(chǎn)物烘箱干燥，得到C6tl橋聯(lián)丙二酸； (3)四氫鍵富勒烯超分子聚合物的一鍋法制備方法: 將步驟(2)得到的C6tl橋聯(lián)丙二酸溶于50~IOOmL鄰二氯苯，再加入10~20uL氯化亞砜，油浴加熱并恒溫至70~150°C，攪拌反應(yīng)0.5~5小時(shí)；再加入疊氮鈉與N，N-二甲基乙酰胺，持續(xù)攪拌反應(yīng)0.5~3小時(shí)；其中，C6tl橋聯(lián)丙二酸與疊氮鈉的摩爾比為1:3~1:.6，C6tl橋聯(lián)丙二酸與N，N-二甲基乙酰胺的摩爾比為15:1~5:1 ; 然后，加入2-氨基-4-羥基-6-烷基嘧啶與40~IOOmL吡咯溶劑，提高反應(yīng)溫度至.80~180°C，反應(yīng)8~20小時(shí)后停止，加入3倍于此時(shí)反應(yīng)液體積的乙醇，并對(duì)混合后溶液進(jìn)行離心沉淀，得到沉淀物；將所述沉淀物用乙醇洗出，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀分離乙醇和固體產(chǎn)物，最后將固體產(chǎn)物干燥，得到帶有氫鍵基團(tuán)嘧啶酮C6tl衍生物自組裝形成的四氫鍵富勒烯超分子聚合物；其中，C6tl橋聯(lián)丙二酸與2-氨基-4-羥基-6-烷基嘧啶的摩爾比為1:3~1:6， (4)將步驟(3)的產(chǎn)物加入擴(kuò)散劑中，配制成5mg/ml懸浮液，在25°C下，超聲15分鐘，形成懸浮液，取上層液體滴在潔凈的基底上，自然干燥，即得所述條帶狀形貌的四氫鍵富勒烯超分子聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述2-氨基-4-羥基-6-烷基嘧啶是2-氨基-4-羥基-6-甲基嘧啶或2-氨基-4-羥基-6-十三烷基嘧啶。
4.根據(jù)權(quán)利要 求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述擴(kuò)散劑是水或乙醇。
【文檔編號(hào)】C07D239/47GK103739546SQ201410037737
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】陳玉潔, 吳唯, 藺興清 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)