[发明专利]基于含氟苏丹红I的有机凝胶化合物及制备方法、有机凝胶及应用

说明书

本发明涉及基于含氟苏丹红I的有机凝胶化合物及制备方法、有机凝胶及应用，本发明的基于含氟苏丹红I的有机凝胶化合物，具有式I所示的结构。该有机凝胶化合物结构上存在偶氮基团、羟基和含氟烷氧链，其能在多种有机溶剂中能形成凝胶。在多种有机溶剂中以质量分数5%所形成有机凝胶（含有机溶剂和0.05M离子溶液体积比为4:1）的颜色变化来检测铜离子的存在，同时以有机凝胶化合物与金属离子的溶液浓度比20:1测试紫外可见吸收，可以选择性地识别铜离子的存在。本发明的基于含氟苏丹红I的有机凝胶化合物在水溶液中对铜离子的最低检出限达到2.79μM，可以实现对Cusupgt;2+/supgt;的灵敏检测，在水质监测以及生物体系统中对检测铜离子具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于超分子化学技术领域，具体涉及基于含氟苏丹红I的有机凝胶化合物及制备方法、有机凝胶及应用。

背景技术

借助分子间的弱相互作用，特定结构小分子可以形成一定形态的聚集体，小分子凝胶具有独特的流变行为和刺激响应性能。在很多领域有着广泛的应用。分子自组装与其结构有很大关系，分子间在氢键作用、范德华作用、配位作用、π-π堆积作用、静电作用等非共价键相互作用下，能够形成多种形态聚集体，如胶束、纤维状、纳米管和螺旋带等。这种依靠分子间弱作用力而聚集起来的结构对外界的刺激而具有响应性。

含氟化合物优异的性能主要源于氟元素的特殊性质，氟元素的电负性是元素周期表中电负性最大的元素。由于其电负性，使得相邻氟原子相互排斥，两个氟原子正好可以将两个碳原子之间的空隙填满，防止其他基团插入，对碳碳主链起到了有效的保护作用。在分子中引入氟烷基的化合物一般在水中形成相当于胶束的分子聚合体，含有氟烷基链的有机凝胶化合物比不含氟烷基链的化合物多一种非氢键作用力。

重金属污染会导致土壤生态结构、功能、理化性质发生改变，极大地减少农作物产量，危害生态环境和人体健康。由于重金属具有潜在的危险性、持久性、非生物降解性和生物富集性等特点，当其浓度过高时，会导致土壤质量改变，甚至通过食物链进入人体，过量的重金属被人体富集后，会诱发各种病症，如骨质疏松、肿瘤、肾损伤等。含铜废水灌溉农田，使铜在土壤和农作物中累积，会造成农作物尤其是水稻和大麦生长不良，污染粮食颗粒。这种有机凝胶能够选择性地识别铜离子，无需复杂的预处理过程，仪器操作简单，重复性好，检测快速便捷无污染。

发明内容

本发明的目的在于提供基于含氟苏丹红I的有机凝胶化合物，该有机凝胶化合物可用于检测Cu²⁺，检测方法简单，重复性好。

本发明的第二个目的在于提供基于含氟苏丹红I的有机凝胶化合物的制备方法。本发明的第三个目的在于提供一种有机凝胶。

本发明的第四个目的在于提供基于含氟苏丹红I的有机凝胶化合物在检测Cu²⁺上的应用。

为实现以上目的，本发明的技术方案是：

基于含氟苏丹红I的有机凝胶化合物，具有式1所示的结构：

基于含氟苏丹红I的有机凝胶化合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将含氟烷氧链苯胺溶于2M的盐酸溶液中，缓慢滴加亚硝酸钠溶液后进行重氮化反应；

步骤二，将重氮化反应液缓慢滴加到2-萘酚的氢氧化钠溶液，在0℃下搅拌反应4-6小时；

步骤三，将反应液用10％氢氧化钠溶液调pH至8-9；

步骤四进行抽滤；

步骤五，取滤饼先后用氢氧化钠溶液和水冲洗，得到红色固体，即有机凝胶化合物粗产物。

作为优化，所述含氟烷氧链苯胺与2-萘酚的摩尔比为1:1。