[发明专利]富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯，其特征在于，具有式(I)所示的化学结构式：

式中：n＝2～20。

2.一种如权利要求1所述的富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯的制备方法，特征在于，包括以下步骤：

(1)丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯的合成：在缚酸剂存在下，以单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯与丙二酰氯为原料，通过酯化反应合成得到丙二酸二单甲基封端的聚缩水甘油醚硝酸酯；

(2)溴代丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯的合成：将步骤(1)中合成的丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯与溴代试剂原料通过溴代反应，合成得到溴代丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯；

(3)富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯的合成：将步骤(2)中合成的溴代丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯与富勒烯原料在催化剂存在条件下，通过宾格尔反应，合成得到富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯。

3.根据权利要求2所述的富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯的合成：在缚酸剂存在下，将原料单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯与原料丙二酰氯以摩尔比2～4∶1，在0～50℃的条件下反应0.5～24小时后，反应液用水洗至中性，干燥后减压蒸馏除去溶剂后，即得丙二酸二单甲基封端的聚缩水甘油醚硝酸酯；

(2)溴代丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯的合成：将步骤(1)中合成的丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯与溴代试剂原料以摩尔比1∶1～10，在0～60℃的条件下反应0.1～12h后，先用饱和溴化钠洗，再接着水洗，然后用干燥剂干燥后，减压蒸馏除去溶剂，即得溴代丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯；

(3)富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯的合成：将步骤(2)中合成的溴代丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯与富勒烯原料以摩尔比1～100∶1，在-20～50℃的条件下反应1min～24h后，水洗除去催化剂，干燥后减压蒸馏除去溶剂，所得粘稠液体用有机溶剂洗后，用10～1∶1甲苯和乙酸乙酯的混合溶剂作洗脱剂，经柱层析分离后，即成。

4.根据权利要求3所述的富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯的合成：在氮气或氩气气氛下，在缚酸剂存在下，将单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯溶于二氯甲烷溶剂中，接着在0～50℃的条件下，将丙二酰氯用二氯甲烷稀释后逐滴加入到溶液中，搅拌反应0.5～24小时后，反应液用水洗至pH为6～7，干燥后减压蒸馏除去溶剂后，即得丙二酸二单甲基封端的聚缩水甘油醚硝酸酯；其中，所述单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯与丙二酰氯的摩尔比为2～4∶1；

(2)溴代丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯的合成：将步骤(1)中合成的丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯溶于二氯甲烷溶剂中，接着在0～60℃的条件下将溴代试剂逐滴加入到反应液中，直至反应液不退色，然后继续搅拌反应0.1～12h后，依次用饱和溴化钠溶液和蒸馏水分别洗涤2～4次，然后用无水硫酸镁干燥后，过滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，即得溴代丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯；其中，所述丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯与溴代试剂摩尔比为1∶1～10；

(3)富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯的合成：将富勒烯溶于氯苯和二甲亚砜混合溶剂中，接着加入催化剂搅拌溶解，然后加入步骤(2)中合成的溴代丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯，在-20～50℃的条件下搅拌反应1min～24h。反应完毕后水洗除去催化剂，减压蒸馏除去混合溶剂，所得深褐色粘稠体用甲醇洗涤后，用体积比为10～1∶1的甲苯和乙酸乙酯混合溶剂作为洗脱剂，经硅胶层析柱分离，即得富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯；其中，所述溴代丙二酸二单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯与富勒烯的摩尔比为1～100∶1。

5.根据权利要求4所述的富勒烯聚缩水甘油醚硝酸酯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯与溶剂二氯甲烷之间的比例为每1g单甲基聚缩水甘油醚硝酸酯溶于5～15ml二氯甲烷中；所述丙二酰氯与溶剂二氯甲烷的比例为每1g丙二酰氯溶于5～30ml二氯甲烷中。