本發(fā)明涉及一種由脫氫樅酸基表面活性劑形成的光響應(yīng)型智能泡沫,特別涉及一種含偶氮苯基團(tuán)的脫氫樅酸基表面活性劑形成的光響應(yīng)型智能泡沫,屬于天然產(chǎn)物表面活性劑的合成與應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù):近年來,一類分子內(nèi)含有特定官能團(tuán)并能對(duì)外界刺激產(chǎn)生響應(yīng)的表面活性劑成為人們關(guān)注的熱點(diǎn),這類分子被稱為智能表面活性劑,可分為光響應(yīng)、電響應(yīng)、超聲響應(yīng)和pH響應(yīng)等多種類型。其中光響應(yīng)方法具有清潔性、可精確控制體系局部反應(yīng)的特點(diǎn)而得到人們的重視。目前,絕大部分光響應(yīng)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(bào)道。實(shí)際上,具有剛性結(jié)構(gòu)的分子在溶液中具有穩(wěn)定的空間構(gòu)型。在表面活性劑的自組織過程中,同一分子內(nèi)各基團(tuán)間的相對(duì)位置基本上保持固定。當(dāng)一個(gè)近乎剛性的表面活性劑分子內(nèi)含有光響應(yīng)基團(tuán)時(shí),其在光刺激下產(chǎn)生的構(gòu)型變化可以顯著改變整個(gè)剛性分子的構(gòu)型和極性,有望實(shí)現(xiàn)明顯的調(diào)控效果。用常規(guī)的合成方法獲得具有剛性結(jié)構(gòu)的新型表面活性劑分子需要經(jīng)歷繁瑣冗長(zhǎng)的合成過程。而合理利用自然界中存在的某些生物質(zhì)資源分子卻可以為剛性智能表面活性劑體系的構(gòu)筑提供有效的途徑。松香是我國(guó)特色且重要的林業(yè)資源,產(chǎn)量豐富,價(jià)格便宜,是天然的化工原料,我國(guó)的松香產(chǎn)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(chǎn)品或深加工產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域中。脫氫樅酸是歧化松香中的主要成分,具有三環(huán)二萜的剛性結(jié)構(gòu)。由于其骨架中有苯環(huán)的存在,從而具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),近年來被廣泛進(jìn)行化學(xué)改性并應(yīng)用在抗菌、抗腫瘤和光電材料等方面。本發(fā)明以脫氫樅酸為原料,經(jīng)過系列反應(yīng)步驟,合成一種分子內(nèi)含偶氮苯基團(tuán)的脫氫樅酸基表面活性劑,分子的疏水基團(tuán)為剛性結(jié)構(gòu)。以這種表面活性劑為基礎(chǔ),構(gòu)筑了一種光響應(yīng)型智能泡沫,有利于天然產(chǎn)物松香在新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是以歧化松香中的主要成分脫氫樅酸為原料,經(jīng)過系列反應(yīng),在分子內(nèi)引入偶氮苯基團(tuán),合成一種具有剛性結(jié)構(gòu)的光響應(yīng)型表面活性劑。并以這種表面活性劑為基礎(chǔ),來構(gòu)筑一種光響應(yīng)型智能泡沫體系。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)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(tuán)的脫氫樅酸基表面活性劑R-azo-Na,其結(jié)構(gòu)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(yīng)得到的脫氫樅酸乙醇胺鹽粗品,通過乙醇/水(v/v1:1)重結(jié)晶一次得到較純的乙醇胺鹽,繼續(xù)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(yīng)至無氣泡產(chǎn)生時(shí),再向其中滴加無水甲醇繼續(xù)回流3h。反應(yīng)完畢后,用石油醚萃取反應(yīng)液,收集石油醚層,水洗5-6次,用無水硫酸鎂干燥后抽濾,旋蒸除去石油醚和甲醇,剩余物用甲醇重結(jié)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,于25℃反應(yīng)7h,反應(yīng)完畢后,抽濾,將得到的白色固體用乙醚/甲醇重結(jié)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,置于-15℃的低溫反應(yīng)器,再向其中緩慢加入12-溴-脫氫樅酸甲酯。反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物緩慢倒入冰水中,用乙醚萃取,收集乙醚層,水洗3次,無水硫酸鈉干燥,抽濾除去硫酸鈉,旋蒸除去乙醚,柱層析提純產(chǎn)物(洗脫劑...