[发明专利]一种基于季胺化水溶性柱[5]芳烃的主-客体超分子水凝胶的合成及应用

说明书

本发明公开了一种基于季胺化水溶性柱[5]芳烃的主客体超分子水凝胶，是由季胺化的水溶性柱[5]芳烃与苯并咪唑碘代鎓盐化合物在BN纯水中自组装而成的具有白色聚集诱导荧光发射性能的超分子水凝胶。该超分子水凝胶对百草枯具有刺激响应性：加入百草枯能使超分子水凝胶的荧光由白色变为黄色，且水凝胶SH‑DP的凝胶状态被破坏。在超分子水凝胶SH‑DP中分别加入有机溶剂乙醇、石油醚、DMF、丙酮、己二腈，只有己二腈的加入能使超分子水凝胶SH‑DP的荧光猝灭，且水凝胶SH‑DP的凝胶状态被破坏，这种识别性能在分子识别领域具有一定的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种超分子主客体水凝胶的制备，尤其涉及一种基于季胺化水溶性柱[5]芳烃的主客体的超分子水凝胶的制备；本发明同时还涉及该超分子主客体水凝胶的刺激响应性、分子识别性能及应用。

背景技术

百草枯，一种快速除草剂，具有触杀作用和一定内吸作用。能迅速被植物绿色组织吸收，使其枯死。百草枯是毒性I级的极毒农药，滥用百草枯导致其在环境中的高持久性，由于其高水溶性，它可能是农业用水，饮用水和地下水的潜在污染物。此外，强有力的流行病学证据表明百草枯暴露与帕金森病的发展有关。有机分子而百草枯对人毒性极大，且无特效解毒药，口服中毒死亡率可达90%以上，所以对它的识别检测也是至关重要的。

柱芳烃是由对苯二酚通过桥联亚甲基连接而成的柱状结构，由于其独特的对称结构，如刚性柱状结构和富电子空腔以及相对易修饰化，以及卓越的分子识别能力，并成为一类新的大环主体分子。这些内在特性决定了柱[5]芳烃作为优异的主体分子，它可以与不同的阳离子（如苯并咪唑）和中性客体络合。因此，通过大环分子柱芳烃主客体自组装形成主客体络合物的超分子有机水凝胶同时达到对分子识别的研究受到广泛关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于季胺化水溶性柱[5]芳烃的主客体超分子水凝胶的制备方法；

本发明的另一目的是提供上述基于季胺化水溶性柱[5]芳烃的主客体超分子水凝胶超的刺激响应性、分子识别性能及具体应用。

一、、基于季胺化水溶性柱[5]芳烃的主客体的超分子水凝胶

是由季胺化的水溶性柱[5]芳烃与苯并咪唑碘代鎓盐化合物以1:0.25~1:1.5的摩尔比在纯水中自组装而成的具有白色聚集诱导荧光发射性能的超分子水凝胶。具体合成方法：是将苯并咪唑碘代鎓盐（BN）、季胺化的柱[5]芳烃（DP5）以1:0.25~1:1.5的摩尔量加入纯水中（主客体在纯水中的含量为0.026~0.158g/ml），加热溶解后再冷却至室温，得到稳定的主客体的超分子水凝胶SH-DP。

所述主体季胺化的水溶性柱[5]芳烃DP5的结构式如下：

其中1~7分别代表的是水溶性柱[5]芳烃DP5上的不同的氢质子。

所述客体苯并咪唑碘代鎓盐化合物BN的结构式如下：

其中a~e分别代表的是苯并咪唑碘代鎓盐化合物BN上的不同的氢质子；

所得超分子水凝胶SH-DP的结构式如下：

其中1~7分别代表的是水溶性柱[5]芳烃DP5上的不同的氢质子

图1为苯并咪唑碘代鎓盐BN的核磁氢谱图。由氢谱可得，BN的化学位移值为: δ7.76-7.65（多重峰，4H），5.49（单重峰，2H），4.11（单重峰，3H），3.81（单重峰，3H），1.71-1.67（三重峰，J = 12 Hz，2H），1.45-1.42（三重峰，J =12 Hz，2H），1.21 （单重峰，6H），0.85-0.82（三重峰，J = 12 Hz，3H）。