CN104445364A - 一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的合成方法 - Google Patents

一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的合成方法及应用。本发明通过一缩二乙二醇（DEG）与Zn2+和Al3+的络合离子与碱溶液的共沉淀反应，可以控制晶体的成核和生长条件，使成核和晶化分开进行，在保持ZnAl-双金属氢氧化物层状结构基础上得到不同形貌的产品。本发明方法克服了现有技术中颗粒尺寸难以控制，颗粒不均，形貌难以控制的缺陷。制备出比表面积大，粒径均一，形貌可调，载药效果佳的ZnAl-层状双金属氢氧化物材料。本发明的相关ZnAl-层状双金属氢氧化物材料可以有效的对抗癌药物柔红霉素进行承载和缓释，可作为肿瘤早期治疗的潜在药物制剂应用于临床；本发明相关合成方法及应用简便易行、靶向治疗效果好、毒性低，具有广阔的医学临床应用价值和前景。

Description

一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的合成方法
技术领域
本发明涉及ZnAl-层状双金属氢氧化物材料可以有效的对抗癌药物进行承载和缓释，具体涉及ZnAl-层状双金属氢氧化物材料的合成方法以及ZnAl-层状双金属氢氧化物与柔红霉素制剂的制备合成方法。
背景技术
众所周知，层状双金属氢氧化物，通常也称为水滑石类化合物。它是一类典型的阴离子型插层材料，金属氢氧化物构成主体层板，阴离子以及一些水分子等客体嵌入到层间而形成独特的层状结构。层状双金属氢氧化物具有主体层板组成的可调变性和层间客体阴离子的可交换性。基于此，一些功能性物种可以克服层间作用力而可逆地插入层间空隙，将层板距离撑开，并与层板形成较强的相互作用力而成为层柱材料，也可以称为柱撑材料。随着对层状双金属氢氧化物插层材料新特性的不断研究，使得它们在催化剂、吸附、阻燃剂、插层组装、薄膜材料、功能材料、医药等方面具有更为广泛的用途。
ZnAl-层状双金属氢氧化物是常见的插层材料之一，通常情况下制备出的颗粒大小为150±50nm。研究结果表明，ZnAl-层状双金属氢氧化物比同类的层状双金属氢氧化物具有更为可观的优势。另一方面，Zn元素的存在使得ZnAl-层状双金属氢氧化物高温焙烧产物会有多孔ZnO相产生，从而提高了层状双金属氢氧化物在光催化等方面的性能。制备出粒径小、尺寸均匀的纳米级层状双金属氢氧化物颗粒，对于层状双金属氢氧化物纳米材料的应用格外重要。基于ZnAl-层状双金属氢氧化物的这些优势，本发明提供新的ZnAl-层状双金属氢氧化物的制备方法，可以控制粒径大小以及形貌并且将其应用到抗肿瘤药物的承载和缓释。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的新的合成方法。
技术方案：针对目前现有技术的缺陷，本发明提供了一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的新的合成方法，其特征在于由如下步骤制得：
（1）将可溶性硝酸钠或者碳酸钠或者氯化钠溶于一缩二乙二醇（DEG）中配制溶液A；
（2）将可溶性二价锌盐和可溶性铝盐按照物质的量比为1-5的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液B，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.1-1.0mol/L，浓度为溶液A的1/3；
（3）将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成碱溶液C，浓度与溶液A相同；
（4）分别将络合盐溶液B与碱溶液C快速加入到盛有溶液A的反应器中，一定注意添加顺序，温度40-80℃，剧烈搅拌，反应时间1-5h；
（5）将（4）中产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度50-80℃，胶溶1-8h，获得本发明产品；
（6）将（5）所得产品与抗癌药物进行充分混合，离心取下层沉淀，进行充分超声分散，得到可缓释的抗癌药物制剂。
所述的可溶性锌盐是氯化锌、硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌以及相关锌盐的一种或者几种的混合溶液。
所述的可溶性铝盐是氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、明矾以及相关铝盐中的一种或者几种的混合溶液。
所述的可溶性钠盐是硝酸钠、氯化钠、碳酸钠以及相关钠盐中的一种或者几种的混合溶液。
所述的抗癌药物是柔红霉素、喜树碱、紫杉醇、氟尿苷、丁酸氮芥。
所述的锌盐与铝盐物质的量比值1-5，反应温度40-80℃，反应时间1-5h，胶溶温度50-80℃，反应时间1-8h。
原理说明：一缩二乙二醇（DEG）分别与Zn2+和Al3+络合后分别与碱反应，一缩二乙二醇作为络合剂可以控制反应速率，以此来制备不同的层状氢氧化物。ZnAl-层状双金属氢氧化物与抗癌药物柔红霉素进行充分混合，离心取下层沉淀，进行充分超声分散，得到可缓释的抗癌药物制剂。
有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点是：
（1）本发明提供的制备方法操作简单，工艺简单，容易操作；
（2）采用本方法可以获得具有不同粒径形貌层状结构的复合氢氧化物，制备的层状氢氧化物Zn、Al金属在层板上分布非常均匀，层状结构完整，结晶度高，具有良好的载药以及缓释性能；
（3）本发明制得材料靶向治疗效果好、毒性低，具有广阔的医学临床应用价值和前景。
附图说明
图1是本发明反应原理示意图；
图2是本发明实施例1实验组SEM结果图；
图3是本发明实施例2实验组SEM结果图；
图4是本发明实施例3实验组SEM结果图；
图5是本发明实施例4实验组SEM结果图；
图6是本发明实施例5实验组SEM结果图；
图7是本发明实施例6实验组SEM结果图；
图8是本发明实施例19实验组ZnAl-层状双金属氢氧化物承载抗癌药物柔红霉素对比图。
具体实施方式
实施例1
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.6 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.2 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.6 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度80℃，剧烈搅拌，反应时间5h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度80℃，胶溶8h，获得本发明产品。本发明所得产品用电子扫描电镜（SEM）表征结果见图2。
实施例2
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.6 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.2 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.6 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度80℃，剧烈搅拌，反应时间5h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度80℃，胶溶1h，获得本发明产品。本发明所得产品用电子扫描电镜（SEM）表征结果见图3。
实施例3
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.6 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为5的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.2 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.6 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度80℃，剧烈搅拌，反应时间1h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度80℃，胶溶8h，获得本发明产品。本发明所得产品用电子扫描电镜（SEM）表征结果见图4。
实施例4
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.6 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.2 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.6 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度40℃，剧烈搅拌，反应时间1h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度40℃，胶溶1h，获得本发明产品。本发明所得产品用电子扫描电镜（SEM）表征结果见图5。
实施例5
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.6 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.2 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.6 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度40℃，剧烈搅拌，反应时间5h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度40℃，胶溶8h，获得本发明产品。本发明所得产品用电子扫描电镜（SEM）表征结果见图6。
实施例6
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.6 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为5的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.2 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.6 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度40℃，剧烈搅拌，反应时间1h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度40℃，胶溶1h，获得本发明产品。本发明所得产品用电子扫描电镜（SEM）表征结果见图7。
实施例7
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.9mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.3 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.9 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度80℃，剧烈搅拌，反应时间5h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度80℃，胶溶8h，获得本发明产品。
实施例8
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.9 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.3 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.9 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度80℃，剧烈搅拌，反应时间5h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度80℃，胶溶1h，获得本发明产品。
实施例9
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.9 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为5的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.3 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.9 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度80℃，剧烈搅拌，反应时间1h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度80℃，胶溶8h，获得本发明产品。
实施例10
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.9 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.3 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.9 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度40℃，剧烈搅拌，反应时间1h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度40℃，胶溶1h，获得本发明产品。
实施例11
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.9 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.3 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.9 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度40℃，剧烈搅拌，反应时间5h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度40℃，胶溶8h，获得本发明产品。
实施例12
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.9 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为5的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.3 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.9 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度40℃，剧烈搅拌，反应时间1h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度40℃，胶溶1h，获得本发明产品。
实施例13
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.3 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.1 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.3 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度80℃，剧烈搅拌，反应时间5h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度80℃，胶溶8h，获得本发明产品。
实施例14
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.3 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.1 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.3 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度80℃，剧烈搅拌，反应时间5h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度80℃，胶溶1h，获得本发明产品。
实施例15
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.3 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为5的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.1 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.3 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度80℃，剧烈搅拌，反应时间1h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度80℃，胶溶8h，获得本发明产品。
实施例16
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.3 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.1 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.3 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度40℃，剧烈搅拌，反应时间1h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度40℃，胶溶1h，获得本发明产品。
实施例17
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.3 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为1的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.1 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.3 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度40℃，剧烈搅拌，反应时间5h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度40℃，胶溶8h，获得本发明产品。
实施例18
将硝酸钠溶于DEG中配制浓度为0.3 mol/L的溶液，将可溶性硝酸锌和硝酸铝按照物质的量比为5的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.1 mol/L。将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成配制浓度为0.3 mol/L的溶液。分别将络合盐溶液与碱溶液快速加入到盛有硝酸钠溶液的反应器，温度40℃，剧烈搅拌，反应时间1h。将所得产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度40℃，胶溶1h，获得本发明产品。
实施例19
将实施例1中制的产品与物质的量浓度为5mg/mL的柔红霉素充分混合，过24h后，将所得产品3000r/min离心3min，取上层澄清溶液。分别对5mg/mL的柔红霉素溶液和已取上层澄清溶液进行紫外光谱分析，所得结果见图8，结果表明ZnAl-层状双金属氢氧化物具有很好的承载抗癌药物柔红霉素效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种ZnAl-层状双金属氢氧化物的合成方法，其特征在于由如下步骤制得：
（1）将可溶性硝酸钠或者碳酸钠或者氯化钠溶于一缩二乙二醇（DEG）中配制溶液A；
（2）将可溶性二价锌盐和可溶性铝盐按照物质的量比为1-5的比例溶于DEG中，配制成混合盐络合溶液B，混合盐络合溶液的金属离子浓度为0.1-1.0mol/L，浓度为溶液A的1/3；
（3）将氢氧化钠溶于到DEG中，配制成碱溶液C，浓度与溶液A相同；
（4）分别将络合盐溶液B与碱溶液C快速加入到盛有溶液A的反应器中，一定注意添加顺序，温度40-80℃，剧烈搅拌，反应时间1-5h；
（5）将（4）中产物用去离子水进行多次离心洗涤，然后再转移到反应釜中，温度50-80℃，胶溶1-8h，获得本发明产品；
（6）将（5）所得产品与抗癌药物柔红霉素进行充分混合，离心取下层沉淀，进行充分超声分散，得到可缓释的抗癌药物制剂。
2.如权利要求1所述的可溶性锌盐是氯化锌、硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌以及相关锌盐的一种或者几种的混合溶液。
3.如权利要求1所述的可溶性铝盐是氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、明矾以及相关铝盐中的一种或者几种的混合溶液。
4.如权利要求1所述的可溶性钠盐是硝酸钠、氯化钠、碳酸钠以及相关钠盐中的一种或者几种的混合溶液。
5.如权利要求1所述的抗癌药物是柔红霉素、喜树碱、紫杉醇、氟尿苷、丁酸氮芥。
6.如权利要求1所述的锌盐与铝盐物质的量比值1-5，反应温度40-80℃，反应时间1-5h，胶溶温度50-80℃，反应时间1-8h。
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