[发明专利]一种用于氧化锌纳米粒子稳定配体的偶氮类小分子的合成方法

说明书

本发明公开了一种用于氧化锌纳米粒子稳定配体的偶氮类小分子的合成方法。采用两步法合成目标分子AZO‑NH₂，其中第一步用4‑苯偶氮基苯酚和N‑(6‑溴己基)邻苯二甲酰亚胺等试剂为原料合成一种白色中间体，第二步再在第一步所得到的中间体中加入水合肼等试剂经过萃取、干燥、柱层析等一系列步骤最终得到AZO‑NH₂。实验过程中所使用的试剂均为无毒试剂，能确保实验过程的安全。

技术领域

本发明涉及材料化学领域，具体地说，是一种用于氧化锌纳米粒子稳定配体的偶氮类小分子的合成方法。

背景技术

偶氮苯分子是典型的光致异构分子，不同波长的光照射会使其结构发生变化，偶氮苯已经在染料、药物、液晶材料以及智能包装等很多领域都有应用。偶氮苯及其衍生物的合成方法很多，主要包括重氮偶合法、硝基还原法、芳基肼氧化法及芳胺氧化法等。但对氨基醇类取代偶氮苯的合成鲜有报道，以下所示为其合成步骤，该合成方法中常用到有毒或易制爆类化合物(如氨气、叠氮化钠等)或强还原剂(氢化铝锂等)，存在极大安全隐患。

本发明采用两步法合成目标分子AZO-NH₂，第一步所合成的中间体的结构式如下式1所示，第二步合成的目标分子AZO-NH₂的结构式如下式2所示。采用这种合成方法避免了使用有毒或易爆的化学试剂，较为安全。

前期已经有大量的工作证明不同烷基链的烷基胺能够作为稳定配体来制备氧化锌纳米粒子，正是基于这些工作，本发明中合成的同样具有长烷基链的AZO-NH₂可以作为稳定配体来制备氧化锌纳米粒子。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种用于氧化锌纳米粒子稳定配体的偶氮类小分子的合成方法，采用两步法合成目标分子AZO-NH₂，其中第一步用4-苯偶氮基苯酚和N-(6-溴己基)邻苯二甲酰亚胺等试剂为原料合成一种白色中间体，第二步再在第一步所得到的中间体中加入水合肼等试剂经过萃取、干燥、柱层析等一系列步骤最终得到AZO-NH₂。实验过程中所使用的试剂均为无毒试剂，能确保实验过程的安全。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明公开了一种用于纳米粒子稳定配体的偶氮类小分子的合成方法，包括如下步骤：

1)将4-苯偶氮基苯酚、碳酸钾和N,N-二甲基甲酰胺在惰性气体保护下加入加入N-(6-溴己基)邻苯二甲酰亚胺，体系在搅拌下加热至100℃以上，反应结束后将所得悬浮液放置在分液漏斗中并加入有机溶剂和水分液，水相再用有机溶剂萃取，合并有机相，再分别用碱液和水洗有机相，干燥、过滤、减压浓缩，得到中间产物白色固体；

2)将第1)步中得到的中间产物白色固体溶解在醇溶液中，体系加热回流并加入水合肼，混合物先变为无色，然后形成白色沉淀，继续搅拌回流，旋干，加入有机溶剂、水和碱液，分离有机相，水相再用有机溶剂萃取，合并有机相，再分别用碱液和水洗有机相，干燥、过滤、减压浓缩，柱层析纯化，得到淡黄色产品AZO-NH₂；

3)以二乙基锌为前驱体，两当量第2)步得到的AZO-NH₂为配体制备出氧化锌纳米粒子。

作为进一步地改进，本发明所述的步骤1)中，所合成的中间产物的结构式如式1所示：

作为进一步地改进，本发明所述的步骤2)中，所合成的AZO-NH₂结构式如式2所示：

作为进一步地改进，本发明所述的步骤1)中，化合物4-苯偶氮基苯酚和N-(6-溴己基)邻苯二甲酰亚胺的摩尔用量比为1：1到1.5：1之间。