KR101091203B1 - Spiral silica nano tube and its making method in use of non-chiral cation gelator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래와 같이 복잡한 공정을 거쳐 제조되는 키랄성 양이온 겔화제를 사용하는 대신에, 간단하고 쉽게 구입할 수 있는 비키랄성 양이온 겔화제를 이용하여 간단하고 간편하게 실리카 나노 튜브를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing silica nanotubes simply and simply by using a simple and easily available achiral cationic gelling agent, instead of using a chiral cationic gelling agent prepared through a complicated process as in the prior art.

본 실리카 나노튜브 제조방법은 카이랄성 중성 겔화제와 양이온 겔화제의 혼합겔화제를 이용하여 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브 제조 방법으로서, 상기 양이온 겔화제는 비카이랄성의 양이온 겔화제가 사용되는 것을 특징으로 한다. The present silica nanotube manufacturing method is a method for producing silica nanotubes having a spiral structure by using a mixed gelling agent of a chiral neutral gelling agent and a cationic gelling agent, wherein the cationic gelling agent is a non-chiral cationic gelling agent. It is done.

바람직하게는, 비키이랄성의 양이온 겔화제는 도데실트리메틸암모늄브로마이드가 사용되며, 카이랄성 중성 겔화제는 디페닐에틸렌디아미드의 비대칭 탄소를 갖는 저분자의 중성 겔화제이다. Preferably, the achiral cationic gelling agent is used dodecyltrimethylammonium bromide, and the chiral neutralizing gelling agent is a low molecular neutral gelling agent having an asymmetric carbon of diphenylethylenediamide.

또한, 본 발명은 중성 겔화제의 광학순도 변화에 따라 나선형 실리카 나노튜브의 방향성 및 꼬임의 정도를 조절할 수 있는 방법을 제시한다. In addition, the present invention provides a method that can adjust the degree of orientation and twist of the helical silica nanotubes according to the change in the optical purity of the neutral gelling agent.

실리카 나노 튜브, 유무기복합체 Silica Nanotubes, Organic / Inorganic Composites

Description

비키랄성 양이온 겔화제를 이용한 나선형 실리카 나노튜브 및 이의 제조방법{SPIRAL SILICA NANO TUBE AND ITS MAKING METHOD IN USE OF NON-CHIRAL CATION GELATOR}Spiral silica nanotube using achiral cationic gelling agent and its preparation method {SPIRAL SILICA NANO TUBE AND ITS MAKING METHOD IN USE OF NON-CHIRAL CATION GELATOR}

본 발명은 유기겔화제를 주형으로 졸-겔 반응을 이용하여 실리카 나노튜브 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디페닐에틸렌디아미드의 비대칭 탄소를 갖는 저분자의 중성 겔화제에 비카이랄성 화합물인 도데실트리메틸암모늄 브로마이드의 양이온 겔화제를 혼합하여 만든 유기겔을 주형으로 이용하여 카이랄성의 나선형 실리카 나노튜브 제조에 관한 것이다. The present invention relates to the production of silica nanotubes using a sol-gel reaction with an organogelling agent as a template, and more specifically, to a low molecular neutral gelling agent having an asymmetric carbon of diphenylethylenediamide, dode is a non-chiral compound. The present invention relates to the preparation of a chiral spiral silica nanotube using an organic gel prepared by mixing a cationic gelling agent of siltrimethylammonium bromide as a template.

나노튜브 및 관련 나노구조는 신소재 및 차세대 나노소자로의 잠재적인 응용성으로 지난 10여 년간 과학 기술의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. Nanotubes and related nanostructures have become increasingly important with the development of science and technology over the last decade because of their potential applications as new materials and next-generation nanodevices.

특히 나노튜브는 신소재 재료과학 분야에서 많은 관심의 대상이 되고 있는데, 이는 이들 구조가 나노촉매, 나노자기기록 매체, 수소저장, 입체화학을 가진 화학물질의 분리, 센서 등에 적용될 수 있기 때문이다. 그 중에서도 유기물과 중축합하는 무기 전구체인 실리콘 알콕사이드인 TEOS(tetraethylorthosilicate)와 용매로서 알코올, 촉매로서 암모니아, 가수분해와 중축합반응을 위하여 물을 사용하여 단분산 실리카 입자들을 제조 한 Stober 연구를 기초로 하여 많은 연구자들이 자가 조립된 광학이성질체인 유기겔화제를 주형으로 졸-겔 반응을 이용한 나노튜브의 제조에 많은 관심을 가지게 되었다. In particular, nanotubes are of great interest in the field of new materials and materials science, because these structures can be applied to nanocatalysts, nanomagnetic recording media, hydrogen storage, separation of chemicals with stereochemistry, and sensors. Among them, based on Stober research, which produced monodisperse silica particles using TEOS (tetraethylorthosilicate), silicon alkoxide, inorganic precursor to polycondensate with organic substance, alcohol as solvent, ammonia as catalyst, and water for hydrolysis and polycondensation reaction. Many researchers have been interested in the production of nanotubes using sol-gel reactions as organogelling agents, which are self-assembled optical isomers.

특히 실리카 나노튜브를 제조하는데 주형으로 사용되는 유기겔은 일상생활에 사용되는 생산품과 음식들 그리고 새로운 생물의학에 응용할 수 있으며, 나노튜브의 형태를 조절 할 수 있는 잠재적인 가능성 때문에 많은 관심을 받았다. In particular, organogels, which are used as templates for the production of silica nanotubes, can be applied to the products and foods used in everyday life and new biomedical medicines, and have received a lot of attention because of their potential for controlling the shape of nanotubes.

대표적인 예로 Yoza의 연구에 의해 단당류인 D-글루코오스, D-갈락토오스 그리고 D-만노오스를 기저로 유도체화 한 α-, β-이성질체들이 합성되었으며, 합성된 겔화제들은 다양한 유기용매에서 겔화제의 수소결합을 통한 자가조립에 의해 겔화가 일어난다는 것과 겔화제의 단 한 개의 탄소원자의 배열을 바꾸더라도 겔화제의 용해도와 겔화 정도가 급격하게 바뀐다는 것이 보고되었으며, Yoza의 연구 이후 많은 연구자들에 의해 여러 겔화제를 합성하였으며, 실리카의 전구체인 TEOS와의 결합으로부터 다양한 종류의 유무기 하이브리드 실리카 나노튜브를 제조하였다. As a representative example, Yoza's research has synthesized α- and β-isomers derived from monosaccharides D-glucose, D-galactose and D-mannose based on the synthesis of hydrogenated gel bonds in various organic solvents. It has been reported that the gelation occurs by self-assembly and the solubility of the gelling agent and the degree of gelation change rapidly even if the arrangement of only one carbon atom of the gelling agent is changed. The agent was synthesized, and various types of organic-inorganic hybrid silica nanotubes were prepared from binding with TEOS, a precursor of silica.

최근에는 이러한 연구들을 바탕으로 나노튜브의 형태를 조절하기 위한 연구가 활성화 되고 있으며, 제조된 나노튜브의 형태는 온도, 빛, pH, 농도 등의 영향으로 그 모양이나 형태가 다양하게 나타나는 것으로 알려지고 있다. 또한 탄소나노튜브 및 여러 가지 무기나노튜브 내부에 알칼리 금속(Li, Na, K, Rb, Cs) 삽입 연구가 활발히 진행되고 있다. 대부분의 연구들은 리튬(Li)이차 이온 전지에 대한 산업적 응용성 때문에 삽입된 리튬의 양에 집중되어 있으며, 칼륨과 루비듐 삽입에서는 나노튜브로의 전자 이동현상에 관심이 이어지고 있다. 이러한 연구 결과들은 새로운 나노소자에 대한 가능성을 보여주고 있다. 그러나 최근까지 많은 연구들이 수행되어 왔음에도 불구하고, 나노튜브의 구조적인 특성 및 겔화제와의 상관관계 등은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다.Recently, researches to control the shape of nanotubes have been activated based on these studies, and the shape of the prepared nanotubes is known to vary in shape or shape due to the influence of temperature, light, pH, and concentration. have. In addition, research into the insertion of alkali metals (Li, Na, K, Rb, Cs) into the carbon nanotubes and various inorganic nanotubes is being actively conducted. Most studies have focused on the amount of lithium intercalated due to the industrial applicability of lithium (Li) secondary ion batteries, and attention has been paid to electron transfer into nanotubes in potassium and rubidium insertions. These findings illustrate the potential for new nanodevices. However, although many studies have been conducted until recently, the structural properties of the nanotubes and their correlation with the gelling agent have not been clearly identified.

유기 겔화제를 이용한 나노튜브 제조시 주형으로 사용되는 유도체를 합성하기 힘들 뿐만 아니라, 산업적으로 활용하기 위한 경제성에 많은 문제점을 가지고 있다.Not only is it difficult to synthesize a derivative used as a template when preparing a nanotube using an organic gelling agent, there are many problems in economics for industrial use.

일반적으로 유무기 복합체를 이용한 나노튜브의 제조방법은 다음과 같다. 탄소나노튜브 또는 생체물질과 같은 유기 물질을 주형으로 사용하고 여기에 무기물 전구체를 합성함으로써 나노튜브 형태의 유무기 복합체를 제조하는 방법이 전해지고 있다. 즉, 적절한 양이온 부위를 갖는 유기화합물을 주형으로 사용하고 여기에 흡착 음이온을 갖는 무기물 전구체를 첨가하면, 양이온과 음이온 사이의 수소 결합 등에 의하여 나노튜브 형태의 유무기 복합체 및 금속산화물을 얻을 수 있는 데, 졸게 주형법이라고 한다. In general, the manufacturing method of the nanotube using the organic-inorganic complex is as follows. A method of preparing an organic-inorganic composite in the form of nanotubes by using an organic material such as carbon nanotubes or a biomaterial as a template and synthesizing an inorganic precursor is transmitted. That is, by using an organic compound having an appropriate cation moiety as a template and adding an inorganic precursor having an adsorbing anion thereto, an organic-inorganic complex and a metal oxide in the form of nanotubes can be obtained by hydrogen bonding between a cation and an anion. It is called the casting method.

본 발명자중 일부가 선출원하여 등록한 특허등록 제10-0910334호 및 제10-0910335의 발명은 디페밀에틸렌디아민을 출발물질로 하여 디페밀에틸렌디아미드의 비대칭 탄소를 갖는 저분자의 중성 겔화제를 제조하고, 또한, 디페밀에틸렌디아민을 출발물질로 하여 양이온을 갖는 디페밀에틸렌디아미드의 키랄성 양이온 겔화제를 제조한 후, 이를 20:80~80:20(바람직하게는 1:1)로 혼합하여 유기겔을 만든후, 무기 전구체인 실리콘 알콕사이드를 첨가하여 유무기 복합체를 제조하였다. 그런 후, 유무기 복합체를 회화시켜 유기물을 제거함으로써 키랄성의 나선형 실리카 나노튜브를 제조한 기술에 대해서 설명한다. The inventions of patent registration Nos. 10-0910334 and 10-0910335, some of which are pre- filed and registered, have been prepared using difemethylethylenediamine as a starting material to prepare a low molecular neutral gelling agent having an asymmetric carbon of difemethylethylenediamide. In addition, after preparing a chiral cation gelling agent of diphenyl dimethyl diamide having a cation by using diphenyl dimethyl diamine as a starting material, it is mixed by 20:80 ~ 80:20 (preferably 1: 1) After the gel was prepared, the inorganic precursor silicon alkoxide was added to prepare an organic-inorganic composite. Then, the technique which manufactured the chiral helical silica nanotube by sintering an organic-inorganic composite and removing organic substance is demonstrated.

그러나, 위와 같은 방식은 복잡한 구조의 키랄성 양이온 겔화제를 제조하기 때문에 합성단계를 여러번 거쳐야 함으로, 제조하기에 힘들고, 제조비용이 많이 든다는 단점이 있었다. However, the above method has a disadvantage in that it is difficult to manufacture and costly to manufacture because the chiral cationic gelling agent having a complex structure is required to go through several synthesis steps.

따라서, 보다 간단하고 간편한 방법으로 나선형 실리카 나노튜브를 제조하는 방법에 대한 연구가 필요하였다. Therefore, there is a need for a method of manufacturing spiral silica nanotubes in a simpler and more convenient way.

본 발명에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 복잡한 공정을 거쳐 제조되는 키랄성 양이온 겔화제를 사용하는 대신에, 간단하고 쉽게 구입할 수 있는 비키랄성 양이온 겔화제를 이용하여 간단하고 간편하게 실리카 나노 튜브를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.  The present invention has been proposed to solve such a problem, and an object of the present invention is to simply and easily purchase achiral cationic gelling agent that can be easily and easily purchased instead of using a chiral cationic gelling agent prepared through a complicated process. And to provide a method for producing a silica nanotube simply.

본 발명의 다른 목적은 제조되는 나선형 실리카 나노 튜브의 꼬임 정도와 꼬임의 방향을 임으로 조절하면서 실리카 나노 튜브를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing silica nanotubes while arbitrarily adjusting the degree of twist and the direction of twist of the spiral silica nanotubes to be produced.

본 발명의 실리카 나노튜브 제조방법은 카이랄성 중성 겔화제와 양이온 겔화제의 혼합 겔화제를 이용하여 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브 제조 방법으로서, 상기 양이온 겔화제(또는 '유기겔화제'라고도 함)는 비카이랄성의 양이온 겔화제가 사용되는 것을 특징으로 한다. The silica nanotube manufacturing method of the present invention is a method for producing silica nanotubes having a spiral structure using a mixed gelling agent of a chiral neutral gelling agent and a cationic gelling agent, also referred to as the cationic gelling agent (or 'organic gelling agent'). ) Is characterized in that a non-chiral cationic gelling agent is used.

바람직하게는, 비키이랄성의 양이온 겔화제는 알킬기를 갖는 알킬트리메틸암모늄브로마이드 이며, 보다 바람직하게는 상기 트리메틸암모늄브로마이드는 알킬기의 탄소수가 C6∼C20이며, 특히, 상기 알킬트리메틸암모늄브로마이드는 도데실트리메틸암모늄브로마이드가 사용된다. Preferably, the achiral cationic gelling agent is an alkyltrimethylammonium bromide having an alkyl group, more preferably the trimethylammonium bromide has C6 to C20 carbon atoms of the alkyl group, and in particular, the alkyltrimethylammonium bromide is dodecyltrimethylammonium. Bromide is used.

여기서, 상기 카이랄성 중성 겔화제는 디페닐에틸렌디아미드이다. Wherein said chiral neutral gelling agent is diphenylethylenediamide.

바람직하게는, 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브를 제조시에 카이랄성 중성 겔화제의 광학순도에 따라 상기 나선형 실리카 나노튜브의 방향성 및 꼬임의 정도가 결정된다. Preferably, the degree of directivity and the degree of twisting of the helical silica nanotubes is determined by the optical purity of the chiral neutral gelling agent when preparing the silica nanotubes having the helical structure.

본 발명의 나선형 실리카 나노튜브의 제조방법은 종래에 복잡한 공정을 거쳐 제조되는 키랄성 양이온 겔화제를 사용하는 대신에, 간단하고 쉽게 구입할 수 있으며 가격이 저렴한 비키랄성 양이온 겔화제를 이용하여 간단하고 간편하게 실리카 나노 튜브를 제조할 수 있음으로, 가격이 저렴하여 경제적이며, 복잡한 공정을 거치지 않고서도 제조할 수 있음으로 작업성이 우수하다는 장점이 있다. 다시 말해, 본 발명에서는 쉽게 구할 수 있고 가격이 싼 비카이랄성 화합물인 도데실트리메틸암모늄 브로마이드를 이용하여 나선성을 가지는 실리카 나노튜브를 제조 할 수 있어 지금까지 카이랄성의 양이온 겔레이크를 사용하여 나선형의 실리카 나노튜브를 제조하는 공정을 획기적으로 개선하였다. The manufacturing method of the helical silica nanotubes of the present invention is simple and easy to use by using a simple, easily available and inexpensive achiral cationic gelling agent, instead of using a chiral cationic gelling agent prepared through a complicated process. Since the nanotubes can be manufactured, the price is low, economical, and can be manufactured without undergoing a complicated process, thereby having an excellent workability. In other words, in the present invention, it is possible to prepare spiral nanoparticles using dodecyltrimethylammonium bromide, which is a readily available and inexpensive non-chiral compound. The process for producing silica nanotubes was significantly improved.

또한, 키랄성 중성 겔화제의 광학이성질체의 량을 조절함으로써 광학순도를 제어하여, 꼬임의 정도, 꼬임의 방향성을 조절하여 나선형 실리카 나노튜브를 제조할 수 있다는 장점이 있다. In addition, by controlling the amount of the optical isomer of the chiral neutral gelling agent to control the optical purity, there is an advantage that can be produced spiral silica nanotube by adjusting the degree of twist, the direction of the twist.

본 발명의 발명자는 복잡한 공정에 의해서 제조되는 키랄성 양이온 겔화제(또는 '유기 겔화제'라고도 함)를 사용하는 대신에 간편하게 구입할 수 있는 비키랄성 양이온 겔화제를 사용하여 원하는 형상의 나선형 실리카 나노튜브를 제조할 수 없을까 하는 의문에 출발점을 가지고 접근하여, 본 발명을 완성하였다. The inventors of the present invention use a commercially available achiral cationic gelling agent instead of using a chiral cationic gelling agent (or 'organic gelling agent') produced by a complex process to produce spiral silica nanotubes of desired shape. The question of whether it can be manufactured is approached with a starting point, and the present invention has been completed.

즉, 본 발명자는 디페닐에틸렌디아미드의 비대칭 탄소를 갖는 저분자의 카이랄성('키랄성'이라고도 함) 중성 겔화제에 분자 내 부재탄소를 가지고 있지 않는 비카이랄성 화합물인 트리메틸암모늄브로마이드를 양이온 겔화제로 도입하여 혼합한 유기겔을 주형으로 사용하여 졸-겔 주형법에 따라 카이랄성의 나선형 실리카 나노튜브를 제조하였다. That is, the present inventors cationic gelation of trimethylammonium bromide, which is a non-chiral compound having no asymmetric carbon in the low molecular chiral (also called 'chiral') neutral gelling agent having an asymmetric carbon of diphenylethylenediamide. Chiral spiral silica nanotubes were prepared according to the sol-gel molding method using the organic gel mixed with zero as a template.

바람직하게는 알킬트리메틸암모늄브로마이드는 알킬기의 탄소수가 C6∼C20 이며,보다 바람직하게는 알킬기의 탄소수가 C11인 도데실트리메틸암모늄브로마이드를 사용한다. 탄소수가 적을 경우에는 나선형의 나노튜브를 제조할 수 없으며, 너무 많을 경우에는 공정을 제어하기가 어려움으로, 바람직하게는 알킬기의 탄소수가 C11인 도데실트리메틸암모늄브로마이드를 사용한다. Preferably, alkyl trimethylammonium bromide has C 6 -C 20 carbon atoms in the alkyl group, and more preferably dodecyltrimethylammonium bromide having C 11 carbon atoms in the alkyl group is used. When the carbon number is low, the spiral nanotubes cannot be manufactured. When the carbon number is too high, it is difficult to control the process. Preferably, dodecyltrimethylammonium bromide having an alkyl group of C 11 is used.

보다 상세히 설명하면, 먼저, 종래기술에서 언급된 방식으로, 키랄성 중성 겔화제를 제조한다. 키랄성 중성 겔화제의 제조방법은 종래기술(특허 제10-0910334호 및 제10-0910335)의 방식과 동일하다 할 것이다. In more detail, first, a chiral neutral gelling agent is prepared in the manner mentioned in the prior art. The preparation method of the chiral neutral gelling agent will be the same as that of the prior art (Patent Nos. 10-0910334 and 10-0910335).

그런 후, 종래의 키랄성 양이온 겔화제 대신에, 쉽게 구할 수 있고 가격이 싼 비카이랄성 화합물인 도데실트리메틸암모늄브로마이드를 혼합한다. 키랄성의 중성 겔화제와 비키랄성의 양이온 겔화제를 혼합 비율은 20~80 : 80~20, 바람직하게는 1:1 질량비로 혼합한다. 어느 한쪽의 겔화제의 량이 많아지면 최종적으로 생산되는 나선성을 가지는 실리카 나노튜브의 량보다는 구형상의 실리카 나노튜브의 생산량이 많아진다. 따라서, 바람직하게는 질량비로 1:1이 첨가됨이 바람직하다. Then, instead of the conventional chiral cationic gelling agent, dodecyltrimethylammonium bromide, a readily available and inexpensive non-chiral compound, is mixed. The mixing ratio of the chiral neutral gelling agent and the achiral cationic gelling agent is 20 to 80:80 to 20, preferably in a 1: 1 mass ratio. As the amount of either gelling agent increases, the amount of spherical silica nanotubes produced increases rather than the amount of spiral nanotubes finally produced. Therefore, it is preferable that 1: 1 is preferably added in mass ratio.

이와 같이, 키랄성 중성 겔화제와 비키랄성의 양이온 겔화제(도데실트리메틸암모늄브로마이드)를 혼합하여 만든 유기겔에 무기 전구체인 실리콘 알콕사이드인 TEOS(tetraethylorthosilicate)와 용매로서 알코올, 촉매로서 벤질아민, 가수분해와 중축합반응을 위하여 물을 첨가하여 나노크기를 갖는 유·무기 복합체를 제조한다. Thus, an organic gel made by mixing a chiral neutral gelling agent with an achiral cationic gelling agent (dodecyltrimethylammonium bromide), an inorganic precursor, silicon alkoxide TEOS (tetraethylorthosilicate), alcohol as a solvent, benzylamine as a catalyst, and hydrolysis For the polycondensation reaction, water is added to prepare an organic-inorganic complex having nano size.

그런 후, 제조한 유·무기 복합체를 회화시켜 유기물을 제거함으로써 나선형 구조를 가지는 카이랄성의 실리카 나노튜브를 최종적으로 제조하게 된다. 도 1은 도 1은 실리카 나노튜브의 제조방법을 도시한 예이다.Thereafter, the organic and inorganic composites prepared are sintered to remove organic substances, thereby finally preparing chiral silica nanotubes having a spiral structure. 1 is a view illustrating an example of a method of manufacturing silica nanotubes.

한편, 최종적으로 제조된 나선형 나노튜브에 있어서, 실리카 나노튜브의 방향성과 꼬임의 정도는 중성겔화제의 광학순도, 즉 중성겔화제의 광학이성질체 R 형과 S형의 혼합비율에 따라 결정된다. 다시말해, 비카이랄성의 화합물인 알킬트리메틸아모늄 브로마이드를 이용하여 실리카 나노튜브를 제조할 때, 키랄성 중성 겔화제의 광학이성질체의 량에 따라, 즉, 키랄성 중성 겔화제의 광학순도의 변화에 따라 나선형 실리카 나노튜브의 방향성 및 꼬임의 정도를 조절할 수 있다. On the other hand, in the finally prepared helical nanotubes, the degree of orientation and twisting of the silica nanotubes is determined by the optical purity of the neutralizing gelling agent, that is, the mixing ratio of the optical isomers R type and S type of the neutralizing gelling agent. In other words, when preparing silica nanotubes using alkyltrimethylamonium bromide, which is a non-chiral compound, the amount of the optical isomer of the chiral neutral gelling agent is changed, that is, the optical purity of the chiral neutral gelling agent is changed. The degree of directionality and twisting of the silica nanotubes can be controlled.

또한 나선형의 실리카 나노튜브 제조시, 키랄성 중성 겔화제의 광학순도(즉, R형, S형 광학이성질체의 혼합 비율)에 따라 나선형 실리카 나노튜브의 방향성 및 꼬임의 정도를 조절하였다. In addition, when preparing the spiral silica nanotubes, the degree of orientation and twisting of the spiral silica nanotubes were controlled according to the optical purity of the chiral neutral gelling agent (that is, the mixing ratio of the R-type and S-type optical isomers).

방향성과 꼬임의 정도를 조절하는 경우에, 중성겔화제에 포함되는 양이온 겔화제가 반드시 비키랄성 양이온 겔화제를 사용하여야 하는 것은 아니며, 복잡한 단계를 거쳐 제조되는 키랄성 양이온 겔화제를 사용할 수 있으며, 후자의 경우에도 중성 겔화제의 순도에 따라 실리카 나노튜브의 방향성과 꼬임의 정도가 결정된다. In the case of controlling the degree of aromaticity and the degree of twisting, the cationic gelling agent included in the neutral gelling agent does not necessarily have to use an achiral cationic gelling agent, and a chiral cationic gelling agent prepared through a complicated step may be used. Even in this case, the purity of the neutral gelling agent determines the degree of orientation and the degree of twisting of the silica nanotubes.

이하에서는, 구체적인 실시예에 대해서 설명하기로 하나, 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, specific examples will be described, but the scope of the present invention is not necessarily limited thereto.

실시예 1. Example 1. (1S,2S)-디페닐에틸렌디아미드(구체적으로, 알킬기(C(1S, 2S) -diphenylethylenediamide (specifically, an alkyl group (C 1111 )로 치환된 (1S,2S)-디페닐에틸렌디아미드)의 합성Synthesis of (1S, 2S) -diphenylethylenediamide)

Figure 112009050963916-pat00001
Figure 112009050963916-pat00001

(1S,2S)G1                                            (1S, 2S) G1

a. Lauroyl chloride, Et3N, CH2Cl2, rt, 20hra. Lauroyl chloride, Et 3 N, CH 2 Cl 2 , rt, 20hr

알킬기(C11)로 치환된 (1S,2S)-디페닐에틸렌디아미드의 합성 과정은 다음과 같다.(이하에서, 알킬기(C11)로 치환된 (1S,2S)-디페닐에틸렌디아미드를 "(1S,2S)G1"으로 표기하고, "(1S,2S)Gelator 1"으로 명명하였다)The (1S, 2S) substituted with an alkyl group (C 11) - synthesis of diphenyl-ethylene diamide is as follows (hereinafter, the (1S, 2S) substituted with an alkyl group (C 11) -. Diphenylethylene diamide Is designated as "(1S, 2S) G1" and named "(1S, 2S) Gelator 1")

먼저, 50 ml 둥근 바닥 일구 플라스크에 (1S,2S)-(-)-diphenylethylenediamine(0.20 g, 0.94 mmol)을 넣고, 정제한 Dichloromethane을(5 ml) 넣고, Triethylamine(0.53 ml, 3.80 mmol)을 넣은 후 교반한다. Dropping funnel을 이용해서 Lauroyl chloride(0.49 ml, 2.07 mmol)를 정제한 Dichloromethane(5 ml)에 녹여서 천천히 50 ml 둥근 바닥 일구 플라스크에 넣어 준 다음, 20 시간 실온에서 교반한다. 반응이 완료됨을 TLC로 확인하고 1N-HCl(aq)와 Dichloromethane을 넣고 Separation funnel을 이용하여 유기층을 추출한다. 다시 1N-NaOH(aq)와 Dichloromethane을 넣고 Separation funnel을 이용하여 유기층을 추출한다. 추출한 유기층에 Sodium sulfate로 남아 있는 수분을 제거한 후, 거름종이로 여과 후 여액을 감압 농축하여 용매를 제거한다. Dichloromethane과 Hexane을 이용하여 재결정을 하면 흰색의 (1S,2S)G 1을 0.35 g(yield:65.0%) 얻었다First, add (1S, 2S)-(-)-diphenylethylenediamine (0.20 g, 0.94 mmol) to a 50 ml round bottom flask, add purified Dichloromethane (5 ml), and add triethylamine (0.53 ml, 3.80 mmol). After stirring. Lauroyl chloride (0.49 ml, 2.07 mmol) was dissolved in purified Dichloromethane (5 ml) using a dropping funnel, slowly added to a 50 ml round bottom flask and stirred at room temperature for 20 hours. Confirm that the reaction was completed by TLC, 1N-HCl (aq) and Dichloromethane and extract the organic layer using the Separation funnel. Put 1N-NaOH (aq) and Dichloromethane again and extract the organic layer using Separation funnel. After removing the water remaining as sodium sulfate in the extracted organic layer, and filtered through a filter paper, the filtrate is concentrated under reduced pressure to remove the solvent. Recrystallization using dichloromethane and Hexane gave 0.35 g (yield: 65.0%) of white (1S, 2S) G 1.

1H-NMR (CDCl3,ppm):δ=0.87(t, J=6.3 Hz, 6H), 1.24(s, 32H), 1.59(m, 4H), 2.18(t, J=7.2 Hz, 4H), 5.24(dd, J=4.8, 2.4 Hz, 2H), 6.81(s, 2H), 7.09~7.20(m, 10H); FT-IR (KBr): ~v = 3316, 3062, 3032, 2920, 2850, 1642, 1535, 1455, 701 ㎝-1; 13C-NMR(CDCl3,ppm):δ=14.26, 22.88, 26.01, 29.51, 29.54, 29.59, 29.73, 29.85, 32.12, 36.75, 59.72, 125.40, 127.70, 128.01, 128.77, 138.87, 174.81; mp=137~137.7℃; [α]23.3 D=71.98(c=0.1, CHCl3) 1 H-NMR (CDCl 3 , ppm): δ = 0.87 (t, J = 6.3 Hz, 6H), 1.24 (s, 32H), 1.59 (m, 4H), 2.18 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 5.24 (dd, J = 4.8, 2.4 Hz, 2H), 6.81 (s, 2H), 7.09-7.20 (m, 10H); FT-IR (KBr): ˜v = 3316, 3062, 3032, 2920, 2850, 1642, 1535, 1455, 701 cm −1 ; 13 C-NMR (CDCl 3 , ppm): δ = 14.26, 22.88, 26.01, 29.51, 29.54, 29.59, 29.73, 29.85, 32.12, 36.75, 59.72, 125.40, 127.70, 128.01, 128.77, 138.87, 174.81; mp = 137-137.7 ° C .; [a] 23.3 D = 71.98 (c = 0.1, CHCl 3 )

실시예 2. Example 2. (1R,2R)-디페닐에틸렌디아미드(구체적으로, 알킬기(C(1R, 2R) -diphenylethylenediamide (specifically, an alkyl group (C 1111 )로 치환된 (1R,2R)-디페닐에틸렌디아미드)의 합성Synthesis of (1R, 2R) -diphenylethylenediamide)

Figure 112009050963916-pat00002
(1R,2R)G1
Figure 112009050963916-pat00002
(1R, 2R) G1

a. Lauroyl chloride, Et3N, CH2Cl2, rt, 20 hr a. Lauroyl chloride, Et 3 N, CH 2 Cl 2 , rt, 20 hr

알킬기(C11)로 치환된 (1R,2R)-디페닐에틸렌디아미드의 합성 과정은 다음과 같다.(이하에서, 알킬기(C11)로 치환된 (1R,2R)-디페닐에틸렌디아미드를 "(1R,2R)G1"으로 표기하고, "(1R,2R)Gelator 1"으로 명명하였다)Synthesis process of (1R, 2R) -diphenylethylenediamide substituted with alkyl group (C11) is as follows (Hereinafter, (1R, 2R) -diphenylethylenediamide substituted with alkyl group (C 11 ) "(1R, 2R) G1" and "(1R, 2R) Gelator 1")

먼저, 50 ml 둥근 바닥 일구 플라스크에 (1R,2R)-(+)-Diphenylethylenediamine(0.20 g, 0.94 mmol)을 넣고, 정제한 Dichloromethane을(5 ml) 넣고, Triethyl amine(0.53 ml, 3.80 mmol)을 넣은 후 교반한다. Dropping funnel을 이용해서 Lauroyl chloride(0.49 ml, 2.07 mmol)을 정제한 Dichloromethane(5 ml)에 녹여서 천천히 50 ml 둥근 바닥 일구 플라스크에 넣어 준 다음, 20시간 실온에서 교반한다. 반응이 완료됨을 TLC로 확인하고 1N-HCl(aq)와 Dichloromethane을 넣고 Separation funnel을 이용하여 유기층을 추출한다. 다시 1N-NaOH(aq)와 Dichloromethane을 넣고 Separation funnel을 이용하여 유기층을 추출한다. 추출한 유기층에 Sodium sulfate로 남아 있는 수분을 제거한 후, 거름종이로 여과 후 여액을 감압 농축하여 용매를 제거한다. Dichloromethane과 Hexane을 이용하여 재결정을 하여 (1R,2R)G1를 0.35 g(yield: 65 %) 얻었다First, add (1R, 2R)-(+)-Diphenylethylenediamine (0.20 g, 0.94 mmol) to a 50 ml round bottom flask, add purified Dichloromethane (5 ml), and add triethylamine (0.53 ml, 3.80 mmol). After stirring, it is stirred. Using a dropping funnel, Lauroyl chloride (0.49 ml, 2.07 mmol) was dissolved in purified Dichloromethane (5 ml) and slowly added to a 50 ml round bottom flask and stirred at room temperature for 20 hours. Confirm that the reaction was completed by TLC, 1N-HCl (aq) and Dichloromethane and extract the organic layer using the Separation funnel. Put 1N-NaOH (aq) and Dichloromethane again and extract the organic layer using Separation funnel. After removing the water remaining as sodium sulfate in the extracted organic layer, and filtered through a filter paper, the filtrate is concentrated under reduced pressure to remove the solvent. 0.35 g (yield: 65%) of (1R, 2R) G1 was obtained by recrystallization using dichloromethane and Hexane.

1H-NMR (CDCl3, ppm): δ=0.87(t, J=6.3 Hz, 6H), 1.24(s, 32H), 1.59(m, 4H), 2.18(t, J=7.2 Hz, 4H), 5.24(dd, J=4.8, 2.4 Hz, 2H), 6.81(s, 2H), 7.09~7.20(m, 10H); 13C-NMR(CDCl3,ppm):δ=14.26, 22.88, 26.01, 29.51, 29.54, 29.59, 29.73, 29.85, 32.12, 36.75, 59.72, 125.40, 127.70, 128.01, 128.77, 138.87, 174.81; FT-IR (KBr): ~v = 3316, 3062, 3032, 2920, 2850, 1642, 1535, 1455, 701 ㎝-1; mp=137~137.7℃ ; [α]22.4 D=-72.99(c=0.1, CHCl3) 1 H-NMR (CDCl 3 , ppm): δ = 0.87 (t, J = 6.3 Hz, 6H), 1.24 (s, 32H), 1.59 (m, 4H), 2.18 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 5.24 (dd, J = 4.8, 2.4 Hz, 2H), 6.81 (s, 2H), 7.09-7.20 (m, 10H); 13 C-NMR (CDCl 3 , ppm): δ = 14.26, 22.88, 26.01, 29.51, 29.54, 29.59, 29.73, 29.85, 32.12, 36.75, 59.72, 125.40, 127.70, 128.01, 128.77, 138.87, 174.81; FT-IR (KBr): ˜v = 3316, 3062, 3032, 2920, 2850, 1642, 1535, 1455, 701 cm < -1 >; mp = 137-137.7 ° C .; [a] 22.4 D = -72.99 (c = 0.1, CHCl 3 )

실시예 3. (±)G1의 합성 Example 3. Synthesis of (±) G1

Figure 112009050963916-pat00003
Figure 112009050963916-pat00003

(±)G1                                             (±) G1

a. Lauroyl chloride, Et3N, CH2Cl2, rt, 20hra. Lauroyl chloride, Et 3 N, CH 2 Cl 2 , rt, 20hr

알킬기(C11)로 치환된 디페닐에틸렌디아미드의 합성 과정은 다음과 같다.(이하에서, 알킬기(C11)로 치환된 디페닐에틸렌디아미드를 "(±)G1"로 표기하고, "(±)Gelator 1"으로 명명하였다).Synthesis of a diphenyl ethylene diamide substituted with alkyl groups (C 11) is indicated as follows: (In the following, with the diphenylethylene the diamide "(±) G1" substituted with an alkyl group (C 11), and " (±) Gelator 1 ").

50 ml 둥근 바닥 일구 플라스크에 1,2-(±)-Diphenylethylenediamine(0.20 g, 0.94 mmol)을 넣고, 정제한 Dichloromethane을(5 ml) 넣고, Triethylamine(0.53 ml, 3.80 mmol)을 넣은 후 교반한다. Dropping funnel을 이용해서 lauroyl chloride(0.49 ml, 2.07 mmol)을 정제한 Dichloromethane(5 ml)에 녹여서 천천히 50 ml 둥근 바닥 일구 플라스크에 넣어 준 다음, 20시간 실온에서 교반한다. 반응이 완료됨을 TLC로 확인하고 1N-HCl(aq)와 Dichloromethane을 넣고 Separation funnel을 이용하여 유기층을 추출한다. 다시 1N-NaOH(aq)와 Dichloromethane을 넣고 Separation funnel을 이용하여 유기층을 추출한다. 추출한 유기층에 Sodium sulfate로 남아 있는 수분을 제거한 후, 거름종이로 여과 후 여액을 감압 농축하여 용매를 제거한다. Dichloromethane과 hexane을 이용하여 재결정을 하여 (±)G1를 0.35 g(yield: 65.0%) 얻었다.Into a 50 ml round bottom flask, 1,2- (±) -Diphenylethylenediamine (0.20 g, 0.94 mmol) was added, purified dichloromethane (5 ml) was added, triethylamine (0.53 ml, 3.80 mmol) was added, followed by stirring. Dissolve lauroyl chloride (0.49 ml, 2.07 mmol) in purified Dichloromethane (5 ml) using a dropping funnel and slowly add to a 50 ml round bottom flask. Stir at room temperature for 20 hours. Confirm that the reaction was completed by TLC, 1N-HCl (aq) and Dichloromethane and extract the organic layer using the Separation funnel. Put 1N-NaOH (aq) and Dichloromethane again and extract the organic layer using Separation funnel. After removing the water remaining as sodium sulfate in the extracted organic layer, and filtered through a filter paper, the filtrate is concentrated under reduced pressure to remove the solvent. Recrystallization using dichloromethane and hexane gave 0.35 g (yield: 65.0%) of (±) G1.

1H-NMR (CDCl3,ppm):δ=0.87(t, J=6.3 Hz, 6H), 1.24(s, 32H), 1.59(m, 4H), 2.18(t, J=7.2 Hz, 4H), 5.24(dd, J=4.8, 2.4 Hz, 2H), 6.81(s, 2H), 7.09~7.20(m, 10H); FT-IR (KBr): ~v = 3316, 3062, 3032, 2920, 2850, 1642, 1535, 1455, 701 ㎝-1; 13C-NMR(CDCl3,ppm):δ=14.26, 22.88, 26.01, 29.51, 29.54, 29.59, 29.73, 29.85, 32.12, 36.75, 59.72, 125.40, 127.70, 128.01, 128.77, 138.87, 174.81; mp=168.7~169.5℃ 1 H-NMR (CDCl 3 , ppm): δ = 0.87 (t, J = 6.3 Hz, 6H), 1.24 (s, 32H), 1.59 (m, 4H), 2.18 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 5.24 (dd, J = 4.8, 2.4 Hz, 2H), 6.81 (s, 2H), 7.09-7.20 (m, 10H); FT-IR (KBr): ˜v = 3316, 3062, 3032, 2920, 2850, 1642, 1535, 1455, 701 cm −1 ; 13 C-NMR (CDCl 3 , ppm): δ = 14.26, 22.88, 26.01, 29.51, 29.54, 29.59, 29.73, 29.85, 32.12, 36.75, 59.72, 125.40, 127.70, 128.01, 128.77, 138.87, 174.81; mp = 168.7 ~ 169.5 ℃

실험예 1. Experimental Example 1 (1S,2S)G1와 도데실트리메텔암모늄브로마이드(Dodecyltrimethylammonium bromide) 를 이용한 실리카 나노튜브의 제조Preparation of Silica Nanotubes Using (1S, 2S) G1 and Dodecyltrimethylammonium bromide

본 실험예 1에서는 도 1과 같은 방법으로 2 ㎖ 용기에 상기 실시예 1에서 합성된 중성 겔화제 (1S,2S)G1 2mg과 비카이랄성의 양이온 겔화제 도데실트리메텔암모늄브로마이드(Dodecyltrimethylammonium bromide) 2mg을 1:1질량비로 섞어서 유기용매 100mL와 혼합한다. 그 후 고체 겔화제가 완전히 녹을 때까지 열을 가해준다. In Experimental Example 1 synthesized in Example 1 in a 2 ml container in the same manner as in Figure 1 2 mg of the neutral gelling agent (1S, 2S) G1 and 2 mg of the non-chiral cationic gelling agent Dodecyltrimethylammonium bromide are mixed in a 1: 1 mass ratio and mixed with 100 mL of the organic solvent. Heat is then applied until the solid gelling agent is completely dissolved.

식으면서 겔이 되는지 확인하고, 겔이 되면 실리콘 알콕사이드인 테트라에틸오르소실리케이트(TEOS)16mL, 벤질아민10mL, 물10mL을 차례대로 넣고 밀봉한 후 다시 완전히 녹을 때까지 열을 가하고, 7일간 실온에서 유지한다. After cooling, check to see if it becomes a gel.When the gel is added, add 16 mL of silicon alkoxide, tetraethyl orthosilicate (TEOS), 10 mL of benzylamine, and 10 mL of water, seal, and heat until completely dissolved, and heat at room temperature for 7 days. Keep it.

그 후 아르곤 분위기에서 3시간 동안 온도를 200℃까지 천천히 올려준 뒤 200℃에서 2시간 동안 온도를 유지시키고, 연속해서 6시간 동안 온도를 500℃까지 천천히 올려준 뒤 500℃에서 2시간 동안 회화시킨다. 계속해서 공기가 공급되는 상태에서 3시간 동안 온도를 200℃까지 천천히 올려준 뒤 200℃에서 2시간 동안 온도를 유지시키고, 연속해서 6시간 동안 온도를 500℃까지 천천히 올려준 뒤 500℃에서 2시간 동안 회화시킨다. After slowly raising the temperature to 200 ℃ for 3 hours in an argon atmosphere, and maintaining the temperature at 200 ℃ for 2 hours, and slowly raising the temperature to 500 ℃ for 6 hours continuously and incubated at 500 ℃ for 2 hours . In the state of continuous air supply, slowly raise the temperature to 200 ℃ for 3 hours, maintain the temperature at 200 ℃ for 2 hours, and slowly raise the temperature to 500 ℃ for 6 hours continuously, and then at 500 ℃ for 2 hours. Conversation while

상기 회화 과정을 통해 유기물을 제거하여 오른손방향의 나선형 구조를 가진 실리카 나노튜브를 얻었으며, 도 2는 실험예 1를 통해 얻은 나선형 실리카 나노튜브에 대한 SEM, TEM 사진이다 The organic material was removed through the painting process to obtain a silica nanotube having a spiral structure in the right hand direction, and FIG. 2 is a SEM and a TEM photograph of the spiral silica nanotube obtained through Experimental Example 1. FIG.

실험예 2. Experimental Example 2. (1R,2R)G1와 도데실트리메텔암모늄브로마이드(Dodecyltrimethylammonium bromide) 를 이용한 실리카 나노튜브의 제조Preparation of Silica Nanotubes Using (1R, 2R) G1 and Dodecyltrimethylammonium bromide

본 실험예 2에서는 실시예 2에서 합성된 중성 겔화제 (1R,2R)G1 2mg과 비카이랄성의 양이온 겔화제 도데실트리메텔암모늄브로마이드(Dodecyltrimethylammonium bromide) 2mg을 이용하여 실험예 1과 같은 방법을 통해 실험을 하였다. 도 3은 본 실험예 2를 통해 얻은 나선형 실리카 나노튜브에 대한 SEM, TEM 사진으로써, 왼손방향의 나선형 구조를 가진 실리카 나노튜브가 제조됨을 확인하였다.In Experimental Example 2 synthesized in Example 2 The experiment was performed in the same manner as in Experiment 1 using 2 mg of a neutral gelling agent (1R, 2R) G1 and 2 mg of a non-chiral cationic gelling agent Dodecyltrimethylammonium bromide. Figure 3 is a SEM, TEM picture of the helical silica nanotubes obtained in Experimental Example 2, it was confirmed that the silica nanotubes having a spiral structure in the left hand direction.

실험예 3. Experimental Example 3. (±)G1와 도데실트리메텔암모늄브로마드(Dodecyltrimethylammonium bromide) 를 이용한 실리카 나노튜브의 제조Preparation of Silica Nanotubes Using (±) G1 and Dodecyltrimethylammonium bromide

본 실험예 3에서는 실시예 3에서 합성된 중성 겔화제 (±)G1 2mg과 비카이랄성의 양이온 겔화제 도데실트리메텔암모늄브로마이드(Dodecyltrimethylammonium bromide) 2mg을 이용하여 실험예 1과 같은 방법을 통해 실험을 하였다. In Experimental Example 3 synthesized in Example 3 Experiment using the same method as Experimental Example 1 using a neutral gelling agent (±) G1 2mg and a non-chiral cationic gelling agent dodecyltrimethylammonium bromide (2mg).

도 4는 본 실험예 3를 통해 얻은 실리카 나노튜브에 대한 SEM, TEM 사진으로써, 나선형구조가 나타나지 않는 직선형의 구조를 가진 실리카 나노튜브가 제조됨을 확인하였다. 4 is a SEM, TEM picture of the silica nanotubes obtained through the Experimental Example 3, it was confirmed that the silica nanotubes having a linear structure does not appear a spiral structure.

중성 겔화제와 양이온 겔화제를 이용하여 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브 제조시, 합성하기 힘든 키랄성 양이온 겔화제를 합성하여 사용하지 않고, 실험예1, 실험예2, 실험예3에서와 같이 싼 가격으로 손쉽게 구할 수 있는 비카이랄성 양이온 겔화제를 이용하여도, 종래 방식의 카이랄성의 양이온 겔화제를 사용하는 경우와 동일한 꼬임 방향을 갖는 나선형의 실리카 나노튜브를 제조할 수 있었으며, 제조된 실리카 나노튜브의 나선방향은 표 1에 요약하였다.When producing silica nanotubes having a spiral structure by using a neutral gelling agent and a cationic gelling agent, a chiral cationic gelling agent that is difficult to synthesize is not synthesized and used at a low price as in Experimental Examples 1, 2, and 3 Even by using a non-chiral cationic gelling agent which can be easily obtained, the spiral silica nanotubes having the same twisting direction as in the case of using a conventional chiral cationic gelling agent could be prepared. The spiral direction of the tubes is summarized in Table 1.

표 1. 비카이랄성 양이온 겔화제를 이용한 실리카 나노튜브의 나선 방향Table 1. Spiral directions of silica nanotubes using non-chiral cationic gelling agents

중성 겔화제Neutral gelling agent 양이온 겔화제Cationic Gelling Agent 나선 방향Helix direction (1S,2S)G1(1S, 2S) G1 Dodecyltrimethylammonium bromideDodecyltrimethylammonium bromide 오른손 방향Right hand direction (1R,2R)G1(1R, 2R) G1 Dodecyltrimethylammonium bromideDodecyltrimethylammonium bromide 왼손 방향Left hand direction (±)G1(±) G1 Dodecyltrimethylammonium bromideDodecyltrimethylammonium bromide 직선형Straight

실험예 4.Experimental Example 4. 중성 겔화제의 광학순도에 따른 실리카 나노튜브의 제조 Preparation of Silica Nanotubes According to Optical Purity of Neutral Gelling Agent

본 실험예 4에서는 도 1과 같은 방법으로 실시예 1에서 합성된 키랄성 중성 겔화제 (1S,2S)G1 및 실시예 2에서 합성된 키랄성 중성 겔화제 (1R,2R)G1의 혼합비율을 표 2와 같이하여 혼합한다. 즉, 키랄성 중성 겔화제의 R형과 S형의 혼합비율에 의한 광학순도에 따라 나선형 실리카 나노튜브의 방향성 및 꼬임의 정도를 조절하였다. 그 결과는 표 2에 포함시켰다. In Experimental Example 4, the chirality synthesized in Example 1 in the same manner as in FIG. Neutral gelling agent (1S, 2S) G1 and chirality synthesized in Example 2 The mixing ratio of the neutral gelling agent (1R, 2R) G1 is mixed as shown in Table 2. That is, the direction and the degree of twist of the helical silica nanotubes were adjusted according to the optical purity by the mixing ratio of the R type and the S type of the chiral neutral gelling agent. The results are included in Table 2.

표 2. 중성 겔화제의 광학순도에 따른 실리카 나노튜브의 나선 방향Table 2. Spiral direction of silica nanotubes according to optical purity of neutral gelling agent

(1S,2S)G1(1S, 2S) G1 (1R,2R)G1(1R, 2R) G1 나노튜브의 나선방향Spiral direction of nanotubes 1One 9(80%ee)9 (80% ee) 왼손 방향Left hand direction 22 8(60%ee)8 (60% ee) 왼손 방향Left hand direction 33 7(40%ee)7 (40% ee) 왼손 방향Left hand direction 44 6(20%ee)6 (20% ee) 왼손 방향 + 직선형Left hand direction + straight 55 5(0%ee)        5 (0% ee) 직선형Straight 6(20%ee)6 (20% ee) 44 오른손 방향+직선형Right hand direction + straight 7(40%ee)7 (40% ee) 33 오른손 방향Right hand direction 8(60%ee)8 (60% ee) 22 오른손 방향Right hand direction 9(80%ee)9 (80% ee) 1One 오른손 방향Right hand direction

도 5와 같이 (1R,2R)G1과 (1S,2S)G1을 9:1, 8:2, 7:3의 비율로 실험하였을 경우에는 왼손방향의 나선형 구조를 나타내는 실리카 나노튜브가 제조되었으며,  When (1R, 2R) G1 and (1S, 2S) G1 were tested at a ratio of 9: 1, 8: 2, and 7: 3 as shown in FIG. 5, silica nanotubes showing a spiral structure in the left hand direction were prepared.

6:4의 비율로 실험하였을 경우는 왼손방향과 직선형의 구조가 동시에 나타나는 실리카 나노튜브가 제조되었다. When the experiment was performed at a ratio of 6: 4, silica nanotubes having a left-handed structure and a linear structure were simultaneously produced.

그리고 (1R,2R)G1의 비율이 줄어들면 나선형 실리카 나노튜브의 꼬임이 풀어졌다. As the ratio of (1R, 2R) G1 decreased, the twist of the spiral silica nanotubes was released.

또한 (1S,2S)G1과 (1R,2R)G1을 9:1, 8:2, 7:3의 비율로 실험하였을 경우에는 오른손방향의 나선형 구조를 나타내는 실리카 나노튜브가 제조되었으며, 6:4의 비율로 실험하였을 경우는 오른손방향과 직선형의 구조가 동시에 나타나는 실리카 나노튜브가 제조되었다. 그리고 (1S,2S)G1의 비율이 줄어들면 (1R,2R)G1의 비율이 줄어들었을 경우와 같이 나선형 실리카 나노튜브의 꼬임이 풀어졌다.In addition, when (1S, 2S) G1 and (1R, 2R) G1 were tested at a ratio of 9: 1, 8: 2, and 7: 3, silica nanotubes showing a spiral structure in the right hand direction were prepared. When experimenting with the ratio of the silica nanotubes appearing at the same time the right hand and the linear structure was produced. When the ratio of (1S, 2S) G1 is reduced, the twist of the spiral silica nanotubes is released as in the case where the ratio of (1R, 2R) G1 is reduced.

실험예 5.Experimental Example 5. 실리카 나노튜브의 편면편광 측정 Unipolar Polarization Measurement of Silica Nanotubes

실험예 4에서 제조된 실리카 나노튜브에 대해서 평면 편광의 크기를 측정하였다. 중성 겔화제의 광학순도에 따라 평면편광이 어떻게 변화하는지 확인하기 위하여 CD(circular dichroism) spectra를 이용하여 (1S,2S)G1과 (1R,2R)G1을 10:0, 9:1, 7:3, 5:5, 3:7, 1:9, 0:10의 비율로 클로로포름에 녹여서 측정하였다. 그 결과 도 6과 같이 (1S,2S)G1과 (1R,2R)G1을 10:0, 9:1, 7:3의 비율로 실험하였을 경우 (1S,2S)G1의 비율이 줄어들면 평면편광의 크기도 줄어드는 것을 알 수 있었다. The size of planar polarization was measured for the silica nanotubes prepared in Experimental Example 4. In order to see how the planar polarization changes with the optical purity of the neutral gelling agent, (1S, 2S) G1 and (1R, 2R) G1 were converted to 10: 0, 9: 1, 7: using CD (circular dichroism) spectra. 3, 5: 5, 3: 7, 1: 9, and 0:10 were measured by dissolving in chloroform. As a result, when (1S, 2S) G1 and (1R, 2R) G1 were tested at a ratio of 10: 0, 9: 1, 7: 3 as shown in FIG. It can be seen that the size of the decrease.

반대로 (1R,2R)G1과 (1S,2S)G1을 10:0, 9:1, 7:3의 비율로 실험하였을 경우 (1R,2R)G1의 비율이 줄어들면 평면편광의 크기도 줄어드는 것을 알 수 있었다. 그리고 마지막으로 5:5의 비율에서는 편광을 나타내지 않았다. In contrast, when (1R, 2R) G1 and (1S, 2S) G1 were tested at the ratio of 10: 0, 9: 1, and 7: 3, the decrease in the ratio of (1R, 2R) G1 also reduced the magnitude of planar polarization. Could know. And finally, no polarization was shown at a ratio of 5: 5.

이러한 결과는 평면편광의 크기에 따라서 나선형 실리카 나노튜브의 꼬임이 변화함을 알 수 있다. 즉, 겔화제의 광학순도에 따라서 나선형 실리카 나노튜브의 방향성 및 꼬임의 정도를 조절할 수 있다.These results can be seen that the twist of the helical silica nanotubes change depending on the size of the plane polarization. That is, according to the optical purity of the gelling agent can be adjusted the degree of orientation and twist of the helical silica nanotubes.

이상에서 전술한 내용은 바람직한 실시예에 따른 예시들에 불과할 뿐이며, 상기의 실시예들에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에서 나타나며, 당해 기술분야의 당업자에 의해 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다 할 것이다. The foregoing descriptions are merely examples according to preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited to the above embodiments. The technical scope of the present invention is shown in the claims, and various changes, substitutions, and alterations can be made by those skilled in the art without departing from the spirit or scope of the invention described in the claims.

도 1은 실리카 나노튜브의 제조방법을 도시한 예이다.1 is an example showing a method of manufacturing silica nanotubes.

도 2는 (1S,2S)G1 + Dodecyltrimethylammonium bromide 에 의해 제조된 실리카 나노튜브의 SEM, TEM 사진이다.Figure 2 is a SEM, TEM image of silica nanotubes prepared by (1S, 2S) G1 + Dodecyltrimethylammonium bromide.

도 3은 (1R,2R)G1 + Dodecyltrimethylammonium bromide 에 의해 제조된 실리카 나노튜브의 SEM, TEM 사진이다.Figure 3 is a SEM, TEM photograph of silica nanotubes prepared by (1R, 2R) G1 + Dodecyltrimethylammonium bromide.

도 4는 (±)G1 + Dodecyltrimethylammonium bromide 에 의해 제조된 실리카 나노튜브의 SEM, TEM 사진이다.Figure 4 is a SEM, TEM photograph of the silica nanotubes prepared by (±) G1 + Dodecyltrimethylammonium bromide.

도 5는 중성 겔화제, (1S,2S)G1 및 (1R,2R)G1의 비율에 따라 제조된 실리카 나노튜브의 SEM사진이다.5 is a SEM photograph of silica nanotubes prepared according to the ratio of the neutral gelling agent, (1S, 2S) G1 and (1R, 2R) G1.

도 6은 중성 겔화제 G1의 광학순도에 따른 CD 스펙트럼이다6 is a CD spectrum according to the optical purity of the neutral gelling agent G1

Claims (7)

카이랄성 중성 겔화제와 양이온 겔화제의 혼합겔화제를 이용하여 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브 제조 방법에 있어서, In the method for producing a silica nanotube having a spiral structure using a mixed gelling agent of a chiral neutral gelling agent and a cationic gelling agent, 상기 양이온 겔화제는 비카이랄성의 양이온 겔화제가 사용되는 것을 특징으로 하는 카이랄성의 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브를 제조하는 방법.The cationic gelling agent is a method for producing a silica nanotube having a chiral spiral structure, characterized in that a non-chiral cationic gelling agent is used. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 비카이랄성의 양이온 겔화제는 알킬트리메틸암모늄브로마이드 인 것을 특징으로 하는 카이랄성의 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브를 제조하는 방법. Wherein the non-chiral cationic gelling agent is alkyltrimethylammonium bromide. 제 2항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 알킬트리메틸암모늄브로마이드는 알킬기의 탄소수가 C6∼C20인 것을 특징으로 하는 카이랄성의 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브를 제조하는 방법.The alkyl trimethylammonium bromide is a method for producing a silica nanotube having a chiral helical structure, characterized in that the alkyl group has C6 to C20. 제 2항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 알킬트리메틸암모늄브로마이드는 도데실트리메틸암모늄브로마이드인 것을 특징으로 하는 카이랄성의 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브를 제조하는 방법.The alkyltrimethylammonium bromide is a dodecyltrimethylammonium bromide method of producing a silica nanotube having a chiral helical structure, characterized in that. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 카이랄성 중성 겔화제는 디페닐에틸렌디아미드인 것을 특징으로 하는 카이랄성의 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브를 제조하는 방법.The chiral neutral gelling agent is a method for producing a silica nanotube having a chiral helical structure, characterized in that diphenylethylenediamide. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 카이랄성 중성 겔화제의 광학순도에 따라 상기 나선형 실리카 나노튜브의 방향성 및 꼬임의 정도가 결정되는 것을 특징으로 카이랄성의 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브를 제조하는 방법. The degree of orientation and twisting of the helical silica nanotubes is determined according to the optical purity of the chiral neutral gelling agent. 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해서 제조된 카이랄성의 나선형 구조를 가지는 실리카 나노튜브. A silica nanotube having a chiral spiral structure produced by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 6.
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