在目前的工作中,我们已经探索了三苯甲基的使用,三苯甲基是一种常用的伯醇保护基团,作为分子凝胶剂设计中的胶凝结构组分。我们合成了一个简单伯醇的三苯甲基衍生物的小型文库,并研究了它们在不同溶剂中的凝胶特性。一些衍生物的凝胶化效率为中等至优异,最小凝胶浓度为0.5-4.0%w / v,凝胶 - 溶胶转变温度范围为31-75℃。1,8-双(三苯甲基氧基)辛烷,1,8-辛二醇的二苯乙烯基衍生物是最有效的有机凝胶剂。使用扫描电子显微镜,FTIR光谱,流变学和粉末XRD技术进行凝胶的详细表征。该凝胶对水溶性染料也显示出良好的吸收特性。鉴于该分子的非极性,凝胶形成可能由三苯基甲基部分和烷基链之间的疏水相互作用介导。给出了1,8-双(三苯甲基氧基)辛烷和(十六烷氧基甲烷三基)三苯在凝胶状态下可能的自组装填料配置。该研究的结果强烈表明三苯甲基是一种有前景的凝胶结构单元,可以在基于小分子的凝胶剂的设计中进一步开发。提出了8-双(三苯甲基氧基)辛烷和(十六烷氧基甲烷三基)三苯。该研究的结果强烈表明三苯甲基是一种有前景的凝胶结构单元,可以在基于小分子的凝胶剂的设计中进一步开发。提出了8-双(三苯甲基氧基)辛烷和(十六烷氧基甲烷三基)三苯。该研究的结果强烈表明三苯甲基是一种有前景的凝胶结构单元,可以在基于小分子的凝胶剂的设计中进一步开发。
关键词: 疏水作用; 有机凝胶剂; SEM; 三苯甲基; 干凝胶
能够形成凝胶的小有机分子被称为低分子量凝胶剂(LMWGs)[1-3]。这些LMWG可以在不同的实验条件下固定有机溶剂(形成有机凝胶)和水或含水溶剂(形成水凝胶)。如此形成的凝胶本质上是超分子的,因为它们是由凝胶分子通过二级相互作用自组装产生的,如H键,π-堆积,供体 - 受体相互作用,静电,金属配位,疏水力或范德华相互作用[ 4-6]。我们对过去几年进行的许多研究中凝胶分子的聚集行为了解很多。然而,合理设计和准确预测给定分子的凝胶形成能力仍然是一项艰巨的挑战,如果不是完全不可能的话[7,8]。通常,新凝胶剂的发现依赖于经验方法,其中能够形成非共价相互作用的结构组分结合到不同的分子支架中并测试它们的凝胶化能力。在另一种方法中,在寻找新凝胶剂时对已知的凝胶支架进行了修改。这些方法已被广泛使用,取得了相当大的成功,从而产生了具有不同分子结构的凝胶分子[9-13]。它们正在越来越多地被用于材料科学,生物医学,环境科学等领域的各种用途。因此,新功能性凝胶剂的发现仍然是全世界研究的重点。
由于大多数凝胶是通过非共价相互作用形成的,因此它们可以响应适当的外部刺激而组装或拆卸。据报道,功能凝胶对紫外 - 可见光[14],超声波[15]和机械力[16]等物理刺激很敏感。另一方面,化学刺激敏感的凝胶响应刺激,如酸或碱[17],金属离子[18],氧化和还原[19],活性物质酶等。这种响应凝胶系统在刺激中是非常需要的- 响应传感器材料,药物输送,催化,纳米和介观组件,光捕获系统,以及许多其他[20-22]。
如上所述,开发新的凝胶剂仍然主要是试错法。最广泛使用的设计策略包括将有利于分子间非共价相互作用的结构组分(如H键,π-堆积,供体 - 受体相互作用,金属配位,离子,疏水力等)纳入凝胶剂分子结构和研究他们的凝胶行为。H键合相互作用(存在于酰胺,尿素,氨基甲酸酯键等中)单独或与其他相互作用组合是胶凝剂设计中最广泛使用的策略[23,24]。类似的是π-堆积相互作用(见于萘,蒽,芘,per等),在许多凝胶剂的发现中,它主要与其他类型的二次相互作用结合使用[25,26]。这适用于许多其他非共价相互作用。作为该方法的结果,已经报道了许多具有高度变化的结构的凝胶剂分子。由于结构多样性,凝胶行为也有很大差异。总之,使用这种经验方法开发新凝胶剂仍然非常成功。有趣的是,我们观察到,与其他类型的相互作用的压倒性使用相比,单独基于疏水相互作用(不与其他类型的次级相互作用相结合)的胶凝剂设计未得到充分研究[27,28]。因此,我们有动力寻找新的疏水结构组分,这些组分可以结合到新凝胶剂的设计中。我们还考虑的另一个重要方面是在尽可能少的合成步骤中从较便宜的起始材料中大量接触凝胶分子。考虑到这两个方面,我们探索并鉴定了三苯甲基[29],一种常用的伯醇保护基团,作为新型凝胶剂设计中潜在的胶凝结构组分。据我们所知,三苯甲基(三苯甲基)基团作为分子凝胶剂设计中潜在的凝胶结构组分的用途以前没有报道过。我们推断三苯甲基(具有三个苯环)将是疏水相互作用介导的凝胶化的良好候选物。我们还注意到,由于三苯基甲基作为整体呈现非平面几何形状(不同于蒽,芘等的平面几何形状),π-π堆积仅在不同三苯甲基的苯单元之间有利。使用单步反应由相应的伯醇合成小的三苯甲基衍生物库,并进行详细的凝胶化研究。值得注意的是,我们发现这些三苯甲基衍生物中的一些可以作为一些极性溶剂的有效凝胶剂,从而证实了我们的方法。