一種由脫氫樅酸基表面活性劑形成的光響應型智能泡沫的製造方法與工藝

2023-10-18 02:33:44

本發明涉及一種由脫氫樅酸基表面活性劑形成的光響應型智能泡沫，特別涉及一種含偶氮苯基團的脫氫樅酸基表面活性劑形成的光響應型智能泡沫，屬於天然產物表面活性劑的合成與應用領域。

背景技術：
近年來，一類分子內含有特定官能團並能對外界刺激產生響應的表面活性劑成為人們關注的熱點，這類分子被稱為智能表面活性劑，可分為光響應、電響應、超聲響應和pH響應等多種類型。其中光響應方法具有清潔性、可精確控制體系局部反應的特點而得到人們的重視。目前，絕大部分光響應型智能表面活性劑分子的疏水鏈以柔性的烷烴鏈為主，較少有涉及到剛性疏水基的智能表面活性劑的報導。實際上，具有剛性結構的分子在溶液中具有穩定的空間構型。在表面活性劑的自組織過程中，同一分子內各基團間的相對位置基本上保持固定。當一個近乎剛性的表面活性劑分子內含有光響應基團時，其在光刺激下產生的構型變化可以顯著改變整個剛性分子的構型和極性，有望實現明顯的調控效果。用常規的合成方法獲得具有剛性結構的新型表面活性劑分子需要經歷繁瑣冗長的合成過程。而合理利用自然界中存在的某些生物質資源分子卻可以為剛性智能表面活性劑體系的構築提供有效的途徑。松香是我國特色且重要的林業資源，產量豐富，價格便宜，是天然的化工原料，我國的松香產量居世界首位，是可用來替代石油資源的可再生生物資源之一。以松香為原料的產品或深加工產品已廣泛應用於工業生產和日常生活的各個領域中。脫氫樅酸是歧化松香中的主要成分，具有三環二萜的剛性結構。由於其骨架中有苯環的存在，從而具有穩定的化學性質，近年來被廣泛進行化學改性並應用在抗菌、抗腫瘤和光電材料等方面。本發明以脫氫樅酸為原料，經過系列反應步驟，合成一種分子內含偶氮苯基團的脫氫樅酸基表面活性劑，分子的疏水基團為剛性結構。以這種表面活性劑為基礎，構築了一種光響應型智能泡沫，有利於天然產物松香在新技術領域的應用。

技術實現要素：
本發明的目的是以歧化松香中的主要成分脫氫樅酸為原料，經過系列反應，在分子內引入偶氮苯基團，合成一種具有剛性結構的光響應型表面活性劑。並以這種表面活性劑為基礎，來構築一種光響應型智能泡沫體系。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：以歧化松香中的主要成分脫氫樅酸為原料，合成一種含偶氮苯基團的脫氫樅酸基表面活性劑R-azo-Na，其結構式如下：該表面活性劑的合成路線如下：其具體的合成步驟如下：脫氫樅酸純化：將歧化松香與乙醇胺反應得到的脫氫樅酸乙醇胺鹽粗品，通過乙醇/水(v/v1:1)重結晶一次得到較純的乙醇胺鹽，繼續用醋酸將其酸化得到較純的脫氫樅酸。脫氫樅酸甲酯(1)的合成：將SOCl2緩慢滴加到脫氫樅酸中，反應至無氣泡產生時，再向其中滴加無水甲醇繼續回流3h。反應完畢後，用石油醚萃取反應液，收集石油醚層，水洗5-6次，用無水硫酸鎂乾燥後抽濾，旋蒸除去石油醚和甲醇，剩餘物用甲醇重結晶。其中：脫氫樅酸：SOCl2：無水甲醇＝1:1.5:4(摩爾比)。12-溴-脫氫樅酸甲酯(2)的合成：將NBS的乙腈溶液滴加至脫氫樅酸甲酯的乙腈溶液中，於25℃反應7h，反應完畢後，抽濾，將得到的白色固體用乙醚/甲醇重結晶。其中：脫氫樅酸甲酯：NBS＝1:1.5(摩爾比)。12-溴-13-硝基-脫氫樅酸甲酯(3)的合成：將一定體積比的硝酸(88％)和濃硫酸(98％)混合，置於-15℃的低溫反應器，再向其中緩慢加入12-溴-脫氫樅酸甲酯。反應結束後，將產物緩慢倒入冰水中，用乙醚萃取，收集乙醚層，水洗3次，無水硫酸鈉乾燥，抽濾除去硫酸鈉，旋蒸除去乙醚，柱層析提純產物(洗脫劑...