[发明专利]杯[4]芳烃噻二唑衍生物、杯[4]芳烃噻二唑衍生物‑多壁碳纳米管复合物及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种杯[4]芳烃噻二唑衍生物、杯[4]芳烃噻二唑衍生物‑多壁碳纳米管复合物及其制备方法和应用。分两大步骤进行，第一步将2‑氨基‑5‑巯基‑1，3，4－噻二唑和无水碳酸钾溶于无水乙腈和丙酮中，油浴搅拌加热。一段时间后，分批加入用乙腈溶解的杯[4]芳烃二溴化合物溶液。所得粗产物萃取，洗至中性，干燥，过滤，分离纯化。第二步将多壁碳纳米管在浓硫酸和浓硝酸中加热回流，洗涤，离心直至近中性，烘干，回流等，最后得到黑色粉末状的杯芳烃噻二唑衍生物‑多壁碳纳米管复合物。利用本发明方法制备出的杯芳烃噻二唑衍生物‑碳纳米管复合物，表现出了优异的电子传导性能和识别能力，通过电化学方法可知该复合物可测定痕量铜。

主权项

一种杯[4]芳烃噻二唑衍生物‑多壁碳纳米管的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：一、预备步骤：(1)合成预备好杯[4]芳烃二溴化合物，得到白色粉末，具体方法过程为：圆底烧瓶中依次分别加入3.2g对叔丁基杯[4]芳烃，10.1g 1,3‑二溴丙烷，1.73g无水碳酸钾，125mL的无水乙腈；通氮气，油浴加热回流48小时，停止加热，冷却至室温，旋转蒸发得剩余物；向剩余物中依次加入100mL 5％的HCl和200mL的氯仿，分液萃取多次，分出有机相，用饱和食盐水和蒸馏水反复洗涤至pH值为中性；加无水硫酸钠干燥24小时，过滤，旋转蒸发除去溶剂后得到白色粉末状粗产品；柱色谱分离纯化，得到纯白色粉末状的杯[4]芳烃二溴化合物固体3.0g；洗脱剂为体积比4:3的石油醚：二氯甲烷；取0.7g杯[4]芳烃二溴化合物用乙腈溶解；(2)合成预备好2‑氨基‑5‑巯基‑1,3,4‑噻二唑，得到亮黄色针状晶体；按照下述方法对其进行合成：三颈烧瓶中依次加入5.5g氨基硫脲，20mlDMF，0.1mol二硫化碳，加热至回流4小时，冷至室温；向残余物中加入40mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，脱色后加入浓盐酸，得粗产品；用50％的乙醇进行重结晶，最后得5.7g亮黄色的针状晶体；二、杯[4]芳烃噻二唑衍生物的反应步骤：(3)在烧瓶中，加入0.2g的2‑氨基‑5‑巯基‑1,3,4‑噻二唑通过步骤(2)处理得到的产品，0.2g无水碳酸钾，溶解于30mL无水乙腈及30mL丙酮，油浴搅拌加热30min；将步骤(1)溶液分批加入到烧瓶中，回流加热48小时；反应完全后停止加热，冷至室温，旋转蒸发除去溶剂；三、杯[4]芳烃噻二唑衍生物的纯化步骤：(4)将步骤(3)所得的产品使用二氯甲烷和饱和食盐水萃取分液，合并有机相，用蒸馏水洗有机相至pH为中性；无水硫酸钠干燥24小时，过滤；旋转蒸发除去二氯甲烷后得到深黄色的固体粉末，为粗产品；(5)将步骤(4)处理得到的粗产品柱色谱分离纯化，得到0.5g深黄色固体粉末，即为杯[4]芳烃噻二唑衍生物，产率为63.7％；四、碳纳米管的预处理步骤：(6)称取0.2g多壁碳纳米管在10mL浓硫酸和30mL浓硝酸的混酸中，加热回流6小时，离心分离得到的沉淀物用去离子水反复洗涤、离心至上层清液接近中性，于烘箱中烘干12h，得到酸化后的碳纳米管MWCNTs‑COOH；(7)将步骤(6)所得物加入50mL二氯亚砜，回流36h，旋蒸除去二氯亚砜，得到酰氯化的多壁碳纳米管MWCNTs‑COCl；五、复合反应步骤：(8)用5mL N,N‑二甲基甲酰胺溶解步骤(5)所得物质杯[4]芳烃噻二唑衍生物，再加入步骤(7)得到的酰氯化的多壁碳纳米管中反应，在60‑65℃，回流36小时，得到反应产物，依次用N,N‑二甲基甲酰胺、食盐水、二次蒸馏水洗涤除去未反应的反应物，离心分离，烘干得到黑色粉末状产物。