[发明专利]一种含烷基链的咪唑类磁性离子液体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含烷基链的咪唑类磁性离子液体及其制备方法和在核磁成像中的应用。通过离子液体结构的引入，使得含烷基链的咪唑聚合物具备了良好的水溶性。另外将磁性负离子作为抗衡离子，使得其同时具备核磁成像的能力。本发明提供了一种新型、可行、高效的磁性聚离子液体合成方法，该方法反应条件温和、方法简单、原子利用率高，可以用做核磁成像的造影剂，在核磁成像方面具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及聚离子液体技术领域，特别是涉及一种含烷基链的咪唑类磁性离子液体及其制备方法和应用。

背景技术

核磁共振成像技术(MRI)已经成为了一种常用的非介入性的医学诊断手段。由于其具有良好的时空分辨率、软组织对比度、以及非电离辐射性能，该技术被广泛用于肿瘤、癌症等许多疾病的诊断。而通常来说，为了提高图像质量，需要使用MRI造影剂(CA)来调节患病组织与正常组织之间的对比度。常用的造影剂通常是纵向弛豫时间造影剂(T₁制剂)，如含有镧系元素钆的络合物(L.Tei et al.,Dalton Transactions,2009,9712-9714)。

聚离子液体(PILs)是一种在重复单元中包含一个可聚合的骨架以及一种离子液体的聚合物电解质。它既具有小分子离子液体的饱和蒸气压低、热稳定性、阻燃性以及高的离子导电性；又可以通过高分子的骨架自组装成多种多样的形态结构。通常，通过将PILs的负离子交换为磁性阴离子络合物来对聚离子液体的磁性进行调控(Z.Xia et al.,Polymer,2018,157,32-37)。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种含烷基链的咪唑类磁性离子液体及其制备方法和在核磁成像中的应用。通过离子液体结构的引入，使得含烷基链的咪唑聚合物具备了良好的水溶性。另外将磁性负离子作为抗衡离子，使得其同时具备核磁成像的能力。实验结果证明，该离子液体可以用作极低浓度下的核磁成像造影剂。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种含烷基链的咪唑类磁性离子液体，具有化学结构式A的结构且表现出磁性能；

其中，x表示烷基链中亚甲基的个数，x＝0-19；n表示聚合物的聚合度，n＝100-1000，x，n为整数。

在上述技术方案中，x＝1-11,n＝300-500。

上述含烷基链的咪唑类磁性离子液体的制备方法，包括以下步骤：

S1：N-乙烯基咪唑与偶氮二异丁腈和4-氰基戊酸二硫代苯甲酸加热反应生成中间产物a；

S2：将S1得到的中间产物a与溴代烷在有机溶剂中加热反应，得到中间产物b；

所述溴代烷中，x为烷基链中亚甲基的个数，x＝0-19，优选1-11；

S3：向S2得到的中间产物b的甲醇溶液中滴加硝酸银水溶液室温反应以得到中间产物c；

S4：将S3得到的中间产物c与六水合硝酸钆，加热反应得到负离子为Gd(NO₃)₄^-的聚(乙烯基咪唑鎓盐)A。

在上述制备方法中，

在S1中，偶氮二异丁腈、4-氰基戊酸二硫代苯甲酸和N-乙烯基咪唑的摩尔比为1：(5-20)：(50-200)；反应温度为40-100℃，优选50-80℃；反应时间6-36h，优选12-24h；