[发明专利]一种异斯特维醇类金属凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种异斯特维醇磺酸银类超分子凝胶及其制备方法和其在纳米银制备中的应用，属功能材料领域。该类凝胶剂是由天然产物异斯特维醇经酯化、磺化和成盐制备而成，具有磺酸银结构片段。结构如式1所示，其中R为烷烃基、芳香烃基。该类凝胶剂具有很好的凝胶性能，最低凝胶浓度低至0.2%w/v，并能通过绿色、方便的光致还原过程原位制备纳米银。该凝胶体系制备方法简单、成本低、溶剂可回收再利用。所制备的纳米银粒径均匀、方法简单，为纳米银的制备提供了一种便利的模板。式1。

技术领域

本发明公开了一种异斯特维醇磺酸银类超分子凝胶、其制备方法及其在纳米银制备中的应用，属功能材料领域。

背景技术

纳米金属粒子是尺寸小于100nm的超细金属粒子，是纳米科学中一个重要的研究方向。纳米银具有良好的光学、力学、热学和生物活性，所以其在光学器材、生物医学、高性能电极材料、涂料、导电浆料、传感器等领域具有广阔的应用前景。纳米金属粒子的制备一般有物理研磨法、惰性气体冷凝法、等离子体法、生物还原法、反相微乳液法以及液相还原法等。目前报道的制备法中，存在纳米银粒子粒径不均匀、易发生团聚等不足而需要分散剂，稳定剂和还原剂等，不但增加了成本、还会造成污染，因而不利于所制纳米银的广泛应用。

专利CN106180753B公开了一种琼脂糖凝胶制备纳米银的方法。该方法将银离子均匀的分布到凝胶体系中，利用琼脂糖的还原性使银离子被还原成纳米银粒子，但凝胶的制备需要加热冷却过程，自还原过程甚至需要1-15天的时间。201810939378.6专利报道了在溶液中制备纳米银，但用到了壳寡糖-水合肼硫脲衍生物作为还原剂，增加了成本，并且会带来污染。

相比于传统的制备方法，超分子凝胶能在低温下制备纯度高、粒度分布均匀、化学活性高的单、多组分混合物(分子级混合)的纳米金属粒子。此外，该方法制备的金属纳米粒子的尺寸大小及其形貌可通过改变反应物初始溶液的浓度和后期热处理过程来控制。因此，提供一种配位型银超分子凝胶体系，并以此为模板在自然光或者外加光源照射下实现纳米银粒子的制备具有重要的应用价值。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明目的在于提供一种稳定性好，不容易发生团聚的异斯特维醇类超分子金属凝胶；另一目的在于提供其制备方法，简单、温和、低成本、绿色环保地制备目标物。

为实现本发明目的，本发明以异斯特维醇为原料，经酯化、磺化、成盐制备磺酸银类超分子凝胶。在具体操作中对反应底物、溶剂、温度、纯化过程等进行优化，提高收率，降低成本，并使所有溶剂都可回收再利用。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所述异斯特维醇类超分子金属凝胶具有通式1所示结构：

其中R为正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、正己基、正癸基、正十六烷基、苯乙基或苄基。

优选式2、式3和式4所示的异斯特维醇磺酸银类凝胶剂：

本发明提供了上述衍生物的合成方法，所述反应过程如下：

具体方法如下：

(1)加入缚酸剂，将异斯特维醇(化合物1)与卤代化合物在有机溶剂中反应，结束后蒸干溶剂，向其中加入稀盐酸洗涤粗品，过滤，干燥得化合物2。

所述溶剂采用DMF，DMSO，乙腈，乙酸乙酯，甲苯，二甲苯、四氢呋喃、二氧六环或乙醚中的一种或几种；卤代为氯代烃、溴代烃或碘代烃；缚酸剂采用KOH、NaOH、K₂CO₃或N,N-二甲氨基吡啶(DMAP)。

所述酯化过程反应温度选20-60℃；优选乙腈作溶剂，碘代烃为反应试剂在回流状态下反应。化合物1与卤代烃的摩尔比为1:1.2～1:2，优选1:1.5。