[发明专利]一种热稳定型的二元超分子水凝胶的制备方法和应用

说明书

一种热稳定型的二元超分子水凝胶的制备方法，由四苯乙烯半紫精衍生物(TPE‑4Q)为客体，葫芦[8]脲为主体通过主客体包结作用而形成，制备方法如下：将四苯乙烯半紫精衍生物(TPE‑4Q)溶于水中，加入葫芦[8]脲，在70℃的条件下超声分散2小时，至葫芦脲完全溶解，制得橙色的热稳定型的二元超分子水凝胶。本发明的优点是：该二元超分子水凝胶具有高度的热稳定性、良好的pH敏感性、力作用响应性、客体响应性和荧光性能，可以负载并且几乎完全分离模型分子8‑羟基芘‑1,3,6‑三磺酸三钠盐(HPTS)，其制备方法工艺简单、易于实施，有利于大规模推广应用。

技术领域

本发明属于超分子水凝胶软材料技术领域，特别是一种热稳定型的二元超分子水凝胶的制备方法和应用。

背景技术

小分子水凝胶是一种用途很广泛的软材料,在化学、生物学和材料科学中都有着举足轻重的作用，参见：1)Steed,J.W.Chem.Commun.2011,47,1379–1383；2)Huang,X.、Terech,P.、Raghavan S.R.、Weiss,R.G.J.Am.Chem.Soc.2005,127,4336–4344；3)Lee K.-Y.、Mooney,D.J.Chem.Rev.2001,101,1869–1879。小分子水凝胶由于在化妆品、药物传递、光电传感、环境污染治理等方面有着突出的应用而得到了广泛的关注，参见：Dastidar,P.Chem.Soc.Rev.2008,37,2699–2715。小分子构筑的超分子水凝胶是由小分子之间通过主客体相互作用联结得到的，因而这种水凝胶相比于传统的高分子水凝胶有着很好的降解能力。因此，为了发挥这一优点，小分子凝胶中可以引入各种功能的基团，加之其易降解和刺激响应性能，就可以制备多刺激响应的超分子水凝胶，参见：Wang,K.-P、Chen,Y.、Liu,Y.Chem.Commun,2015,51,1647–1649。

通过主客体相互作用将小分子连接成为网状结构就可以简便有效的得到具有刺激响应性质的水凝胶，参见：Wang,Z.、Guo,D.-S.、Zhang,J.、Liu,Y.Acta Chim.Sinica,2012,70,1709–1715。目前报道的刺激响应的超分子水凝胶由于主客体作用随着温度的升高而减弱并且分子中柔性链随着温度的升高而伸展，因而这样的水凝胶通常都有着温度不稳定性，参见：Zhang,J.、Guo,D.-S.、Wang,L.-H.、Wang Z.、Liu,Y.Soft Matter,2011,7,1756-1762。为了解决小分子凝胶的温度不稳定的问题，加强超分子主客体的相互作用，如利用葫芦脲和半紫精的较强的相互作用制备凝胶的方式，可以被用来作为制备热稳定型超分子水凝胶的新的方式。

四苯乙烯是一类聚集诱导发光类型的分子，参见：Mei,J.、Leung,L.C.、Kwok,T.K.、Lam,W.Y.、Tang,B.-Z.Chem.Rev.,2015,115,11718-11940。 相比于聚集诱导淬灭分子，四苯乙烯类分子在荧光材料方面有着非常重要的作用。将四苯乙烯衍生物分子引入到热稳定型凝胶中，不仅可以让四苯乙烯的刚性结构进一步提高凝胶的热稳定性，并且四苯乙烯衍生物的荧光在凝胶这种高浓度状态中也会增强。所以可利用四苯乙烯聚集诱导发光的性质，制备荧光凝胶材料。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种热稳定型的二元超分子水凝胶的制备方法和应用，该二元超分子水凝胶为基于葫芦[8]脲和四苯乙烯半紫精衍生物超分子组装的多刺激响应的超分子水凝胶，具有良好的稳定性、荧光发光性能和高度的热稳定性，并且对酸碱性、力作用和多种客体具有良好的响应性，是一种新型易降解凝胶材料，并且这种凝胶有着对模板分子8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐(HPTS)的强负载和分离能力。

本发明的技术方案：

一种热稳定型的二元超分子水凝胶的制备方法，由四苯乙烯半紫精衍生物(TPE-4Q)为客体，葫芦[8]脲为主体通过主客体包结作用而形成，所述四苯乙烯半紫精衍生物(TPE-4Q)的化学结构式为：