[发明专利]一种4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物及其制备方法、凝胶及应用

说明书

本发明公开了一种4‑硝基苯硫脲的有机凝胶化合物，该类化合物是以对硝基苯硫脲为发色团的1‑(2‑(3,4,5‑三(十二烷基)本甲酰胺基)乙基)‑3‑(4‑硝基苯)硫脲，其结构式为：分子式分别为：[4‑NO₂C6H4N₂H₂S‑C₂H₄NHCOC₆H₂‑(OC₁₂H₂₅)₃]。本发明的凝胶因子具有对氟离子和汞离子灵敏检测的功能，氟离子的加入，凝胶因子的溶液态发生颜色变化，再加入汞离子后发生关环反应，颜色再次发生变化，同时凝胶体系在保持良好的状态下，也对氟离子和汞离子有着灵敏响应。本发明利用这个性质，实现该凝胶体系对氟离子和汞离子的灵敏检测。

技术领域

本发明属于超分子化学技术领域，具体涉及一种基于对硝基硫脲衍生物的有机凝胶化合物，以及由该类凝胶化合物获得的有机凝胶及其应用。

背景技术

氟是人体必需元素之一，缺氟易患臼齿病，饮水中含氟离子的适宜浓度为0.5-1.0mg L^-1。但含量过高，则会产生毒害。当长期饮用含氟量高达1-1.5 mg L^-1的水时，易患斑齿病，如水中含氟量高于4 mg L^-1，使人骨骼变形，引起氟骨症和损害肾脏。氟化物在植物体内的毒害作用，主要是氟能取代酶蛋白中的金属元素形成络合物或与钙离子、镁离子等离子络合，使酶失去活性。植物吸收氟化物后，叶片pH值下降，使叶绿素失掉镁离子形成去镁叶绿素，进而导致光合作用受到抑制，引起植物缺绿。元素汞具有挥发性，汞蒸气吸入肺部后，会对中枢神经系统造成伤害，会产生肠胃溃疡、腹泻、呕吐、神智错乱、呼吸困难、肺水肿、呼吸衰竭、甚至死亡。

元素汞一般不易由肠胃吸收，如果肠胃蠕动异常，使金属汞在肠胃中停留时间过长，则有可能发生汞中毒。元素汞在室温下会不断释放汞蒸气，如果人体长期暴露于汞蒸气环境，则容易四肢发生不自主抖动、更会有易怒、激动、善忘、害羞、沮丧、口吃、胆怯、焦虑、不安、不稳定、易激动、思想不集中、记忆力减退、精神压抑等症状出现。此外，胃肠道、泌尿系统、皮肤、眼睛均可出现一系列症状。急性汞中毒其症候为肝炎、肾炎、蛋白尿、血尿和尿毒症。长期接触高剂量无机汞，不仅会引起肠胃道粘膜伤害而大量出血，引发休克，还会伤害肾脏，导致急性肾衰竭，甚至造成死亡。长期食入低剂量无机汞，将会引起慢性肾炎，导致尿毒症。

因此，针对氟离子和汞离子的快速可靠地检测具有重要的反恐意义，同时也具有环保的价值。相比较很多仪器分析技术方法而言，肉眼识别检测则是一类更加便捷、经济的检测手段，近年来引起了研究者的极大关注，已被广泛应用于现场检测痕量氟离子。但对于肉眼识别汞离子的检测方法却鲜有报道。这种方法的主要工作原理是通过利用氟离子与脲基形成H-F键诱导化合物的紫外吸收发生较大的变化从而达到肉眼检测的目的。

小分子凝胶作为一类新型的功能材料，是介于液相和固相之间的软材料。这类材料通常含有构造基团和功能基团，通过构造基团之间的非共价键相互作用形成不同尺寸的微纳米网络结构，从而将大量的溶剂分子固定在网络中；而功能基团的引入可以使凝胶对外界刺激例如光、热、pH、生物分子、超声、金属离子等做出灵敏的响应，并引起体系光学、电学性能、分子构象、甚至化学性质的变化，从而使材料具有信息存储、传递和处理的能力。小分子凝胶的这些特性使此类材料在药物缓释、细胞培养、智能分子器件、仿生材料、传感、光捕获等方面展示了广阔的应用前景，受到了人们广泛的关注。因此，设计合成结构新颖的有机凝胶对超分子智能材料的开发方面有着广阔的应用前景。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种简单的4-硝基苯硫脲的有机凝胶化合物及其制备方法、凝胶及其对氟离子和汞离子的检测应用。

本发明的目的是这样实现的：