鸟嘌呤基彩珠光颜料的合成方法

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1.本发明涉及彩珠光颜料以及新功能材料领域，具体为多种染料掺杂的鸟嘌呤基彩珠光颜料的合成方法。

背景技术：

2.珠光颜料是一种独特的颜料，既像金属一样闪亮又具有珍珠般柔和的光泽，广泛应用于陶瓷、化妆品、涂料、珠宝等方面。其中天然珍珠精(无水鸟嘌呤β相晶体的微米片)是最早应用的天然珠光颜料，由鱼鳞等通过复杂的工艺提取得到。鸟嘌呤晶体是生物中应用最广泛的有机晶体，其优先表达的(100)晶面具有较高的折射指数(n＝1.83)，能够实现对光的有效控制。因此，许多生物利用鸟嘌呤晶体来产生结构，比如：锦鲤和蜘蛛体表的银伪装，霓虹脂鲤颜可变的侧条纹，叶水蚤体的改变等(avital levy-lior,eyal shimoni,osip schwartz,efrat gavish-regev,dan oron,geoff oxford,steve weiner,lia addadi,adv.funct.mater.,2010,20:320-329.dvir gur,benjamin a.palmer,steve weiner,lia addadi,adv.funct.mater.2017,1603514.dvir gur,ben leshem,maria pierantoni,viviana farstey,dan oron,steve weiner,lia addadi,j.am.chem.soc.,2015,137,26,8408
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8411.)。早在1760年人们就在鱼皮上观察到鸟嘌呤晶体呈现的金属。1853年，法国商人japoune从淡水鱼鳞中提取到鸟嘌呤晶体并将其注入到空心玻璃球中制备出“模造珍珠”，首次利用人工方法制成珍珠类似物，这也是鱼鳞珠光颜料首次出现在大众的视野(周为明，柯梅珍，吴楠，袁占辉，钱庆荣，黄宝铨，陈庆华，珠光颜料的研究及应用进展[j]，印染，2013，39(13)：49-53。)。十九世纪二十年代，鸟嘌呤晶体开始用在指甲油中。此后，鱼鳞珠光颜料(天然珍珠精)逐渐被添加到口红、眼影和眼线产品当中，有些面霜中也会添加。作为渔业的副产品，天然珍珠精本应大为推广。但作为天然物质，鸟嘌呤晶体资源有限且提取步骤复杂。一百吨的鱼只能生产一吨鳞片，而这一吨鳞片又只能生产3-4磅珍珠精(philip alexander，于一，化妆品中的珠光颜料和虹彩颜料[j]，日用化学品科学，1987，02，39-42。)。另外，除去晶体周围脂肪组织的费用也很高。昂贵的成本使鸟嘌呤天然珍珠精逐渐被其他合成珠光颜料取代。
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但是，由于天然珍珠精优异的珍珠光泽、无毒、低密度、天然等特点，在一些高级化妆品中仍有应用(徐扬,珠光颜料的制造加工与应用，北京：化学工业出版社，2005。)。因此，利用化学的方法合成出与天然珍珠精类似的鸟嘌呤晶体片，能够降低天然珍珠精的使用壁垒。然而，多年来人们一直没能合成出具有特定暴露面的鸟嘌呤晶体微米片(yuya oaki,soichiro kaneko，hiroaki imai,j.mater.chem.,2012,22,22686.dvir gur,maria pierantoni,neta elool dov,anna hirsh,yishay feldman,steve weiner,lia addadi,cryst.growth des.2016,16,4975.)。直到近几年，(100)晶面优先表达的鸟嘌呤晶体片才被合成出来(chen,fenghua,liu,yanan,li,ling,qi,limin,ma,yurong,chem.eur.j.,2020,26,16228
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16235.)，其分散液具有明显的珠光。但是，人工合成的具有特定暴露面的纯鸟嘌呤晶体与生物鸟嘌呤的纯净晶体一样，均是无、透明的。将其作为珠光颜料用于
1.5ml。
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进一步地，步骤3)在rt～60℃，在步骤2)得到的分散液中加入步骤1)配置成的溶液，然后静置反应0.5～24h，获得鸟嘌呤微米片的分散液。
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进一步地，步骤3)将获得的鸟嘌呤微米片的分散液，通过离心洗涤，或者直接进行过滤、干燥，得到彩的鸟嘌呤微米片。
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第二方面，本发明提供一种根据上述方法合成的鸟嘌呤基彩珠光颜料。
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与现有的技术相比，本发明主要具有以下有益效果：
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1、本发明的人工合成的特定暴露面的彩鸟嘌呤晶体微米片是纯的鸟嘌呤晶体，而不是生物样品的鸟嘌呤和次黄嘌呤的混合成分，因而具有更好的稳定性、耐溶解性等，可以分散在水中数月没有明显变化。
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2、本发明中，人工合成的特定暴露面的彩鸟嘌呤晶体微米片以多种染料为添加剂，将染料分子和离子掺杂到鸟嘌呤晶体的晶格中，染料掺杂到晶体内部，颜不会被洗脱且保持了鸟嘌呤晶体天然无毒的特点。本发明寻到了合适的染料，实现了将染料分子或离子掺杂到鸟嘌呤晶格中形成彩的鸟嘌呤晶体片，同时依然保持其晶体结构，不损害其形貌和珠光性能，即保持了鸟嘌呤晶体本身的珠光、规则的形态、比较薄的厚度。本发明染料添加剂的配比控制对彩晶体的形貌控制非常重要。
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3、本发明合成的特定暴露面的彩鸟嘌呤晶体微米片是六方片，长度在2-10微米之间，在光学显微镜下显示出明亮的结构，在分散液中有明亮的珠光，其干燥的粉末呈现漂亮的颜。
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4、本发明合成的特定暴露面的彩鸟嘌呤晶体微米片随着染料掺杂量的变化可以制备出颜从浅到深、不同调的珠光颜料。
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5、本发明中，以尿酸为小分子添加剂，合成的特定暴露面的彩鸟嘌呤晶体微米片的晶型主要是与生物样品相同的无水鸟嘌呤β相微米片，并且优先暴露出折射指数最佳的(100)晶面。
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6、本发明中，以鸟苷为小分子添加剂，能够合成出特定暴露面的鸟嘌呤晶体微片，同样在光学显微镜下显示出明亮的结构。
附图说明
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图1为苏丹红iii掺杂的无水鸟嘌呤β相微米片的光学照片。
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图2为苏丹红iii掺杂的无水鸟嘌呤β相微米片的sem照片。
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图3为苏丹红iii掺杂的无水鸟嘌呤β相微米片的xrd图。图4为阳离子艳红4g掺杂的无水鸟嘌呤β相微米片的光学照片。
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图5为孔雀石绿醇掺杂的无水鸟嘌呤β相微米片的光学照片。
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图6为结晶紫掺杂的无水鸟嘌呤微米片的光学照片。
具体实施方式
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下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
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实施例1：
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10ml甲酰胺，加入5mg p(vp-co-va)，加入10mg尿酸，加入5ml水，加入10mg苏丹红
iii，加入1ml的0.1m的鸟嘌呤溶解在0.4m氢氧化钠中的溶液，40℃反应10h。晶体颜为红。该体系在实验室中扩大到50倍没有明显变化。
[0039]
图1是本实施例中苏丹红iii掺杂的无水鸟嘌呤β相微米片的光学照片，显示出明显的结构。图2为本实施例中苏丹红iii掺杂的无水鸟嘌呤β相微米片的sem照片，显示其拉长的六方片的形状；图3为本实施例中苏丹红iii掺杂的无水鸟嘌呤β相微米片的xrd，显示出强的择优取向。
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除了采用苏丹红iii为染料以外，本实施例还制备了采用其他多种染料(结晶紫、亚甲基蓝、阳离子艳红4g、阳离子桃红fg、阳离子金黄x-gl、孔雀石绿醇、阳离子翠兰x-gb、苏丹ii、苏丹i、碱性绿4)掺杂的无水鸟嘌呤微米片的晶体粉末。
[0041]
实施例2：
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10ml甲酰胺，加入100mg p(vp-co-va)，加入1mg尿酸，加入3ml水，加入1mg阳离子艳红4g，加入0.25ml的0.1m的鸟嘌呤溶解在0.4m氢氧化钠中的溶液，40℃反应24h。晶体颜为红。该体系在实验室中扩大到50倍没有明显变化。
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图4是本实施例中阳离子艳红4g掺杂的无水鸟嘌呤β相微米片的光学照片，显示出明显的结构和择优取向。
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实施例3：
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10ml甲酰胺，加入10mg p(vp-co-va)，加入30mg尿酸，加入5ml水，加入50mg孔雀石绿醇，加入1.5ml的0.1m的鸟嘌呤溶解在0.4m氢氧化钠中的溶液，40℃反应12h。晶体颜为绿。该体系在实验室中扩大到50倍没有明显变化。
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图5是本实施例中孔雀石绿醇掺杂的无水鸟嘌呤β相微米片的光学照片，显示出明显的结构和择优取向。
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实施例4：
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10ml甲酰胺，加入50mg p(vp-co-va)，加入100mg鸟苷，加入2ml水，加入10mg结晶紫，加入0.5ml的0.1m的鸟嘌呤溶解在0.4m氢氧化钠中的溶液，40℃反应4h。晶体颜为紫。该体系在实验室中扩大到50倍没有明显变化。
[0049]
图6为本实施例中无水鸟嘌呤微米片的光学照片，显示出强的结构。
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以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。

技术特征：

1.一种鸟嘌呤基彩珠光颜料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：利用鸟嘌呤粉末以及氢氧化钠或氢氧化钾，配置鸟嘌呤的钠盐或钾盐溶液；将甲酰胺、小分子添加剂、高分子添加剂和染料添加剂配置成分散液；在所述分散液中加入所述鸟嘌呤的钠盐或钾盐溶液，混合之后静置反应一定时间，获得彩的鸟嘌呤微米片的分散液，进而获得彩的鸟嘌呤微米片。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置鸟嘌呤的钠盐或钾盐溶液，鸟嘌呤与氢氧化钠或氢氧化钾的投料摩尔比是1:(3～5)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高分子添加剂采用乙烯基吡咯烷酮与n-乙烯基吡咯烷酮的共聚物或聚乙烯吡咯烷酮。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小分子添加剂采用尿酸、次黄嘌呤、黄嘌呤、鸟苷中的一种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述染料添加剂采用下列中的至少一种：苏丹红iii、苏丹ii、苏丹i、、结晶紫、亚甲基蓝、阳离子艳红4g、阳离子桃红fg、阳离子金黄x-gl、孔雀石绿醇、碱性绿4、阳离子翠兰x-gb。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在rt～60℃配置所述分散液，其中rt表示常温；所述分散液中各物质的比例为：甲酰胺、水、鸟嘌呤的钠盐或钾盐溶液的体积比为10:(0～5):(0.25～1.5)；小分子添加剂、高分子添加剂的质量比为(0.1～100):(0.1～100)；染料添加剂、甲酰胺的质量比为(0.1-80):10。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述分散液中各物质及其比例为：甲酰胺10ml，水：0-5ml，小分子添加剂：0.1mg-100mg，乙烯基吡咯烷酮的聚合物：0.1mg-100mg，染料：0.1mg-80mg，温度：rt～60℃，鸟嘌呤钠盐或钾盐溶液：0.25ml-1.5ml。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在rt～60℃，在所述分散液中加入所述鸟嘌呤的钠盐或钾盐溶液，然后静置反应0.5～24h，获得彩的鸟嘌呤微米片的分散液。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述彩的鸟嘌呤微米片的分散液，通过离心洗涤，或者直接进行过滤、干燥，得到彩的鸟嘌呤微米片。10.根据权利要求1～9中任一权利要求所述方法合成的鸟嘌呤基彩珠光颜料。

技术总结

本发明涉及一种鸟嘌呤基彩珠光颜料的合成方法。该方法包括：利用鸟嘌呤粉末以及氢氧化钠或氢氧化钾，配置鸟嘌呤的钠盐或钾盐溶液；将甲酰胺、小分子添加剂、高分子添加剂和染料添加剂配置成分散液；在所述分散液中加入所述鸟嘌呤的钠盐或钾盐溶液，混合之后静置反应一定时间，获得彩的鸟嘌呤微米片的分散液，进而获得彩的鸟嘌呤微米片。本发明的人工合成的特定暴露面的彩鸟嘌呤晶体微米片是纯的鸟嘌呤晶体，具有更好的稳定性、耐溶解性等；染料掺杂到晶体内部，颜不会被洗脱且保持了鸟嘌呤晶体天然无毒的特点；该彩鸟嘌呤晶体微米片在光学显微镜下显示出明亮的结构，在分散液中有明亮的珠光，其干燥的粉末呈现漂亮的颜。亮的颜。亮的颜。