本發明專利技術公開了一種化學反應性小分子及其凝膠的制備方法，所述的化學反應性小分子為一種含有噻吩基團的異噁唑酯類衍生物，采用三步反應一鍋合成法，步驟簡捷高效，合成產物以晶體形式析出化學反應性小分子具有可快速凝膠化及耐熱性等特性，通過向其甲醇溶液加入氫氧化鋰靜置，溶液即可迅速轉變為凝膠，該小分子凝膠劑具有化學反應響應特性，有望應用于化學檢測、分子識別、催化反應、電池能源等領域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及合成化學及超分子化學領域，特別涉及一種化學反應性小分子的制備方法和及其凝膠的應用。
技術介紹
小分子凝膠是具有明確的結構和分子量的有機小分子在一定溶劑（有機溶劑、水、離子液等）中在一定條件下（加熱、冷卻、超聲或其他外力）形成的具有粘彈性的半固態半液態、能夠自支持的軟物質，微觀上呈有序分子排列的組裝體：納米帶、線、棒、纖維、片、管組成的空間網絡結構。具有有序超分子納米結構的軟物質材料，呈均一性且可大規模批量制備，是開發功能性材料的可行性方法，其功能諸如藥物緩釋，仿生材料和生物組織及支架，分子識別及催化，光敏開關，智能響應材料，光電材料等。然而目前研究的大多數小分子凝膠主要是低分子有機物在溶劑中加熱溶解，而后冷卻成膠，是在凝膠～溶液兩相之間互相轉化的物理性凝膠。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種分子結構簡單，合成簡便，具有化學反應性的小分子凝膠，且加熱凝膠現象不被破壞，具有化學響應性和熱穩定性的小分子有機凝膠。本專利技術的技術方案：一種化學反應性小分子，中文名為5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯，化學結構式為：?????????????????????????????????????????????????化學反應性小分子的合成方法，包括如下步驟：(1)將2-乙酰基噻吩和草酸二乙酯的混合液滴加到甲醇鈉的甲醇溶液中，在0℃～30℃條件下，反應0.5～3小時；所述的2-乙酰基噻吩和草酸二乙酯物質的量比為1:?0.5～1.5，所述的甲醇鈉的甲醇溶液中甲醇鈉的摩爾濃度為0.4mol/L～0.6mol/L；所述的甲醇鈉的甲醇溶液的體積為每1物質的量2-乙?；绶孕枰状尖c的甲醇溶液1～3L；?(2)向步驟（1）所得的反應液滴加無機酸，調節體系至pH?=5～9；(3)?向步驟（2）所得的反應液加入鹽酸羥胺，然后在80～140℃的條件下攪拌反應6～10h，冷卻后過濾，所述鹽酸羥胺與2-乙酰基噻吩的物質的量之比為0.5～2.0：1。所述步驟（2）中的無機酸為硫酸，濃度為98%，體系pH為?7。所述步驟（2）的加熱溫度為100℃，所述反應時間為8h?；瘜W反應性小分子凝膠的制備方法：將所述的化學反應性小分子溶解于無水甲醇溶液中，然后加入氫氧化鋰,?室溫下靜置5~10min形成凝膠。所述的化學反應性小分子與氫氧化鋰的物質的量之比為1:2，每0.2g化學反應性小分子需要無水甲醇1-5mL。本專利技術的有益效果：本專利技術提供的一種化學反應性小分子結構簡單，采用多步反應一鍋法，合成方法簡潔，易于操作，且收率高達96%；合成過程僅用到一個小時的加熱條件，其余過程的加熱及冷卻過程均可省略，反應條件環保；所用到的原料價格低廉，大大降低合成生產成本；目標分子以結晶形式直接析出，產品易純化，純度高達99.1%；該合成方法能夠在短時間內快速，大批量制備這種化學反應性小分子，與目前報道中的大多數小分子凝膠需要先在一定溶劑中加熱溶解，而后冷卻成凝膠不同，該小分子是一種化學反應性小分子膠凝劑，而且其凝膠具有很強的熱穩定性，將此凝膠加熱到80℃，凝膠現象仍然保持，該凝膠是一種功能性的軟物質，可以定性對鋰離子進行快速方便檢測；可以對含鋰物質實現離子識別；同時該凝膠可以對氫氧化鋰進行負載，因此可以用于堿催化的有機化學反應；該凝膠軟物質包含有氫氧化鋰，可以催化反應和離子識別及化學檢測等。附圖說明圖1為本專利技術化學反應性小分子5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯形成的凝膠掃描電鏡圖。具體實施方式實施例1本實施例的5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯的合成方法如下：(1)將物質的量之比為1:0.5的2-乙?；绶院筒菟岫阴サ幕旌弦旱渭拥襟w積為1L摩爾濃度為0.4mol/L的甲醇鈉的甲醇溶液中，在30℃條件下，反應0.5小時；?(2)向步驟（1）所得的反應液滴加濃度為98%硫酸，調節體系至pH?=5；(3)?向步驟（2）所得的反應液加入0.5?mol鹽酸羥胺，然后在80℃的條件下攪拌反應10h，冷卻后過濾，得到絮狀白色固體，即5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯。本實施例的5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯凝膠的制備方法：將制備好的5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯0.2g，溶于1mL甲醇，然后加氫氧化鋰0.084g，室溫下靜置5min形成凝膠。實施例2本實施例的5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯的合成方法如下：(1)將物質的量之比為1:1.5的2-乙?；绶院筒菟岫阴サ幕旌弦旱渭拥襟w積為3L摩爾濃度為0.6mol/L的甲醇鈉的甲醇溶液中，在0℃條件下，反應3小時；?(2)向步驟（1）所得的反應液滴加濃度為98%硫酸，調節體系至pH?=7；(3)?向步驟（2）所得的反應液加入2?mol鹽酸羥胺，然后在140℃的條件下攪拌反應6h，冷卻后過濾，得到絮狀白色固體，即5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯。本實施例的5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯凝膠的制備方法：將制備好的5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯0.209g，溶于2mL甲醇，然后加氫氧化鋰0.084g，室溫下靜置10min形成凝膠。實施例2本實施例的5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯的合成方法如下：(1)將物質的量之比為1:1的2-乙?；绶院筒菟岫阴サ幕旌弦旱渭拥襟w積為2L摩爾濃度為0.5mol/L的甲醇鈉的甲醇溶液中，在25℃條件下，反應2小時；?(2)向步驟（1）所得的反應液滴加濃度為98%硫酸，調節體系至pH?=9；(3)?向步驟（2）所得的反應液加入1?mol鹽酸羥胺，然后在100℃的條件下攪拌反應8h，冷卻后過濾，得到絮狀白色固體，即5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯。本實施例的5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯凝膠的制備方法：將制備好的5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯0.209g，溶于甲醇5mL，然后加氫氧化鋰0.084g，室溫下靜置8min形成凝膠。實施例4本實施例的5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯的合成方法：在一個帶有回流冷凝管的2000mL三口瓶中，采用機械攪拌，向三口瓶中加1000mL甲醇；稱取12g固體金屬鈉于石油醚中，用剪刀小心剪成鈉絲，然后分批加入到甲醇溶液中；加入過程中放出大量的熱，此時不用冷卻，保持甲醇在微沸的狀態下；加畢待鈉絲消失后，將2-乙酰噻吩（63.09g，0.5mol）和草酸二乙酯（73.06g，0.5mol）混合液置于恒壓漏斗中并緩慢加入到甲醇鈉的甲醇溶液中；加畢，在室溫下攪拌1h；然后再稱取濃硫酸24.5g于恒壓漏斗中，緩慢滴加；加畢，一次性加入固體鹽酸羥胺35.75g；加畢，加熱升溫到100℃，機械攪拌反應8h；關閉加熱，將反應燒瓶置于室溫下冷卻，半小時后逐漸有白色固體析出；待析晶完畢，減壓過濾，得絮狀白色固體100.4g，產率96%。HPLC:?99.22%?(本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種化學反應性小分子，其特征在于：所述的化學反應性小分子中文名為5?(2?噻吩基)?3?異噁唑羧酸甲酯，化學結構式為：。
【技術特征摘要】
1.一種化學反應性小分子，其特征在于：所述的化學反應性小分子中文名為5-(2-噻吩基)-3-異噁唑羧酸甲酯，化學結構式為：????????????????????????????????????????????????。
2.?如權利要求1所述的化學反應性小分子的合成方法，其特征在于包括如下步驟：
(1)將2-乙?；绶院筒菟岫阴サ幕旌弦旱渭拥郊状尖c的甲醇溶液中，在0℃～30℃條件下，反應0.5～3小時；所述的2-乙酰基噻吩和草酸二乙酯物質的量比為1:?0.5～1.5，所述的甲醇鈉的甲醇溶液中甲醇鈉的摩爾濃度為0.4mol/L～0.6mol/L；所述的甲醇鈉的甲醇溶液的體積為每1物質的量2-乙?；绶孕枰状尖c的甲醇溶液1～3L；?
(2)向步驟（1）所得的反應液滴加無機酸，調節體系至pH?=5～9；
(3)?向步驟（2）所得的反...
【專利技術屬性】
技術研發人員：靳清賢，方少明，蔣玲，王明花，閆福豐，李孝剛，
申請(專利權)人：鄭州輕工業學院，
類型：發明
國別省市：河南;41
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