功能化杯[4]芳烃衍生物的合成及其对金属离子的吸附性能

以对叔丁基杯[4]芳烃、二乙烯三胺、三乙烯四胺、丁二酸酐和马来酸酐等为原料,制备了"准"穴状结构化合物:N-羰基丙酸代杯[4]三氮杂冠-5(A1),N-羰基丙烯酸代杯[4]三氮杂冠-5(A2),N-羰基丙酸代杯[4]四氮杂冠-6(B1),N-羰基丙烯酸代杯[4]四氮杂冠-6(B2)。用固-液吸附法考察了化合物对金属离子的吸附性能。NMR,FTIR,ESI-MS等表征结果显示,A1,A2,B1,B2为具有预期结构的目标化合物。实验结果表明:A1,A2,B1,B2对Pb2+和Cd2+均具有较好的吸附性能,对金属离子的吸附率大小顺序为:Pb2+Cd2+Zn2+Cu2+Ca2+≈Mn2+≈Fe3+≈Mg2+。化合物对Pb2+和Cd2+的吸附数据符合Langmuir等温吸附模型。A1,A2,B1,B2对Cd2+的饱和吸附量分别为0.222,0.159,0.210,0.161 mmol/g;对Pb2+的饱和吸附量分别为0.672,0.609,0.632,0.576 mmol/g。     

取代基对聚β-环糊精衍生物吸附碱性品红性能的影响

以环氧氯丙烷为交联剂,设计合成了3种吸附剂——聚羟丙基-β-环糊精(PHP-β-CD)、聚羧甲基-β-环糊精(PCM-β-CD)两个聚β-环糊精衍生物和不带取代基的聚β-环糊精(P-β-CD)。用X射线衍射技术对PHP-β-CD和PCM-β-CD的结构表征结果显示,它们均为无定形聚集态。考察了吸附条件对3种吸附剂吸附碱性品红吸附量的影响。实验结果表明,PCM-β-CD吸附碱性品红的吸附量最大,P-β-CD吸附碱性品红的吸附量最小;体系pH对PCM-β-CD吸附碱性品红吸附量的影响最大。在室温、碱性品红初始质量浓度250 mg/L、体系pH=5.24、振荡时间2.5 h的条件下,P-β-CD和PHP-β-CD吸附碱性品红的吸附量分别为32.3,39.0 mg/g;其他条件不变,体系pH=5.43时,PCM-β-CD吸附碱性品红的吸附量为54.6 mg/g。3种吸附剂对碱性品红的吸附满足Freundlich等温方程。     

杯[4]芳烃烷基醚磺酸钠的合成与表面性能

以对叔丁基苯酚、甲醛、苯酚、无水三氯化铝、浓硫酸、正溴代烷等为原料,经缩聚、脱烷基化、磺化和醚化反应,合成了一系列水溶性杯[4]芳烃烷基醚磺酸钠(烷基分别为—C4H9,—C6H13,—C8H17,—C10H21,化合物依次命名为1-C4,1-C6,1-C8,1-C10)。借用傅里叶变换红外光谱仪,表征了中间体和最终试样结构。用染料法对试样进行了表征,表明试样均为负离子表面活性剂。用滴体积法测定表面活性剂水溶液25℃时的表面张力,各试样分别能将水的表面张力降至32.06,34.96,42.35,45.35 mN/m;临界胶束浓度分别为1.26×10-3,0.32×10-3,1.78×10-3,1.20×10-3mol/L。     

杯[4]芳烃磺酸催化合成苯甲醛甘油缩醛

以杯[4]芳烃磺酸为催化剂,以甘油和苯甲醛为原料进行缩合反应,得到2-苯基-1,3-二氧六环-5-醇和4-羟甲基-2-苯基-1,3-二氧戊环的混合物。考察了原料配比、催化剂用量、反应时间、油浴温度、带水剂的量及种类对苯甲醛转化率的影响。结果表明,杯[4]芳烃磺酸是合成苯甲醛甘油缩醛的高效催化剂,反应的适宜条件为:n(苯甲醛)∶n(甘油)=1∶1.1,催化剂的质量为反应物总质量的0.1%,15mL甲苯为带水剂(占反应物总质量的1.26%),130℃反应1h,苯甲醛的转化率为98.35%,主产物2-苯基-1,3-二氧六环-5-醇的选择性为73.94%。     

对叔丁基杯[6]芳烃六癸酸甲酯醚的合成

以对叔丁基苯酚、甲醛溶液为原料合成了对叔丁基杯[6]芳烃;以10-溴代癸酸、甲醇为原料合成了10-溴代癸酸甲酯;对叔丁基杯[6]芳烃和10-溴代癸酸甲酯经Williamson醚化反应,合成出对叔丁基杯[6]芳烃六癸酸甲酯醚。在n(甲醇)∶n(10-溴代癸酸)=10∶1、催化剂对甲苯磺酸用量为10-溴代癸酸质量的0.6%、反应温度65℃、反应时间3h时,10-溴代癸酸甲酯的收率为67.0%以上。筛选出以氢化钠为Williamson醚化反应的催化剂,在n(对叔丁基杯[6]芳烃)∶n(10-溴代癸酸甲酯)∶n(氢化钠)=1∶6∶30、反应时间5h、反应温度70℃时,对叔丁基杯[6]芳烃六癸酸甲酯醚的收率为83.3%。用傅里叶变换红外光谱表征了中间体和最终产物的结构,证明了所得化合物的结构与所设计的分子结构相同。     

N-(2-氨乙基)胺基-β-环糊精交联聚合物的制备及其吸附性能

β-环糊精经酯化、氨解、氨基保护、环氧氯丙烷交联及脱保护等反应,合成了N-(2-氨乙基)胺基-β-环糊精交联聚合物(PAE-β-CD)。考察了振荡时间、初始质量浓度、温度及pH等吸附条件对PAE-β-CD吸附碱性品红和苯酚吸附量(Qe)的影响。实验结果表明,PAE-β-CD对碱性品红的Qe高于对苯酚的Qe;PAE-β-CD的交联度对Qe几乎无影响,而体系pH对Qe的影响较大。吸附碱性品红时,pH=5～7较佳;吸附苯酚时,pH=6～8较佳。在室温、振荡1h、碱性品红初始质量浓度250mg/L、pH=5.34的条件下,最大Qe达17.9mg/g;在室温、振荡1h、苯酚初始浓度500mg/L、pH=6.14的条件下,最大Qe达15.3mg/g。PAE-β-CD对碱性品红和苯酚的吸附符合Freundlich吸附等温方程。     

新型三元酸与β-环糊精交联聚合物的制备及其对染料吸附性能的研究

以二乙烯三胺和马来酸酐为单体合成了马来酰二乙烯三胺酸(Tri-acid),并以Tri-acid为交联剂与β-环糊精(β-CD)反应得到β-CD/Tri-acid交联聚合物(PCD-tri)。用IR,1H NMR,TG等方法分析了PCD-tri的结构,研究了PCD-tri对碱性品红(BF)和亚甲基蓝(MB)染料的吸附性能。实验结果表明,合成PCD-tri适宜的投料比为:n(β-CD)∶n(Tri-acid)=1∶20。PCD-tri对BF染料适宜的吸附条件为:ρ(BF)=300 mg/L、吸附时间240 min、溶液pH=6.34,在该条件下,PCD-tri对BF染料的饱和吸附量为94.17 mg/g;对MB染料适宜的吸附条件为:ρ(MB)=225 mg/L、吸附时间300 min、溶液pH=6.00,在该条件下,PCD-tri对MB染料的饱和吸附量为82.97 mg/g。     

β-环糊精交联聚合物对铜、铅和锌的吸附性能

β-环糊精经微波法酰化制得丙烯酸β-环糊精酯(β-CD-AA),再与烯丙基-联苯基醚(ABE)、丙烯酰胺(AM)、N,N-亚甲基双丙酰胺共聚合成β-CD交联聚合物AM/ABE/β-CD-AA,分别采用FTIR和TG技术对其结构和热稳定性进行了表征。以该聚合物为吸附剂,考察了金属离子溶液初始质量浓度、吸附温度及体系pH等条件对Cu2+,Pb2+,Zn2+吸附性能的影响。实验结果表明,AM/ABE/β-CD-AA共聚物对Cu2+,Pb2+,Zn2+的静态吸附量不同,其中,对Zn2+的吸附性能较为突出:在35℃、Zn2+初始质量浓度200mg/L、体系pH=3～4时,最大静态吸附量达50.1mg/g;AM/ABE/β-CD-AA共聚物对Cu2+,Pb2+,Zn2+的吸附符合Freundlich吸附等温方程。     

新型β-环糊精交联聚合物的制备及其吸附亚甲基蓝性能的研究

以马来酸酐和乙二胺乃原料制备了马来酰胺酸,再将马来酰胺酸与β-环糊精进行交联聚合得到马来酰胺酸交联β-环糊精聚合物(PMCD)。采用FTIR方法对PMCD的结构进行了分析。表征结果显示,PMCD中含有预期的官能团。研究了亚甲基蓝(MB)的初始质量浓度、温度和溶液pH等吸附条件对PMCD吸附MB性能的影响。实验结果表明、PMCD对MB的吸附量随MB初始质量浓度的增大而增大;温度升高有利于PMCD吸附MB;在溶液pH=2～7时,PMCD对MB的吸附量随溶液pH的增大而增大;当pH>7时,吸附量基本不变。探讨了PMCD对MB的吸附动力学和等温吸附模型,PMCD吸附MB的动力学数据符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,为单分子层吸附。     

丙烯酸β-环糊精酯共聚物对染料的吸附性能

以丙烯酸β-环糊精酯共聚物为吸附剂,采用分光光度法测定该吸附剂对亚甲基蓝和碱性品红溶液的静态吸附效果,考察了吸附时间、体系pH值等对吸附量的影响。结果表明:常温下,亚甲基蓝的较佳吸附条件为静态吸附时间约7h、体系pH=8.0时,最大吸附量达到166.3mg/g;碱性品红的较佳吸附条件为静态吸附时间约7h、体系pH=10时,最大吸附量达到137.9mg/g。该共聚物对亚甲基蓝染料吸附性能更好。     

对叔丁基杯[8]芳烃成核剂对聚乳酸结晶行为的影响

用DSC和POM技术分析了新型成核剂对叔丁基杯[8]芳烃(TBC8-d)对聚乳酸结晶行为的影响。实验结果表明,TBC8-d是一种高效的聚乳酸成核剂,与纯聚乳酸相比,加入TBC8-d的聚乳酸的结晶温度和相对结晶度分别提高了14.1℃和11.1%;且TBC8-d的成核能力优于传统成核剂滑石粉。等温结晶动力学研究表明,随结晶温度的升高,TBC8-d的加入使聚乳酸的半结晶时间缩短,结晶速率常数增大;用TBC8-d成核的聚乳酸的结晶生长方式为异相成核的三维球晶生长。     

碱液中单6-对甲苯磺酰酯-β-环糊精的制备

以β-环糊精(β-CD)与对甲苯磺酰氯(p-TsCl)为原料,在不加入有机溶剂的条件下,采用分批加料的方式,在氢氧化钠溶液中制备了单6-对甲苯磺酰酯-β-环糊精(6-OTs-β-CD)。通过单因素法考察了反应条件对目标产物收率的影响,得到的较佳工艺条件为:反应温度为0℃,反应时间为5 h,碱液浓度为0.45 mol/L,n(p-TsCl):n(β-CD)=4,碱液用量为240 mL(β-CD的加入量为8 g时)。在较佳工艺条件下,6-OTs-β-CD的收率可达46.2%。     

聚β-环糊精微球包合丁香油的工艺研究

研究了聚β-环糊精(β-CDP)微球包合丁香油的最佳工艺,并与β-环糊精(β-CD)包合丁香油工艺进行了比较.以饱和水溶液法制备丁香油β-CDP微球(或者β-CD)包合物,经均匀(或者正交)实验设计对制备工艺进行了优化,并对产物进行表征.β-CDP微球包合丁香油的最佳工艺条件为:m(丁香油):m(β-CDP微球)=1:...     

2-氯-6,7-二氢-5H-环戊并[b]吡啶的合成

实验以环戊酮与苄胺为起始原料,经亲核加成、乙酰化、Vilsmeier反应关环合成了第四代抗生素头孢匹罗的重要中间体2-氯-6,7-二氢-5 H-环戊并[b]吡啶,经3步反应制备了2-氯-6,7-二氢-5 H-环戊并[b]吡啶。合成中间产物N-亚环戊基苄胺的较佳条件为:反应温度为117～121℃,n(苄胺)∶n(环戊酮)=1∶1.02,回流反应时间为40min;合成中间产物N-环戊烯基-N-苄基乙酰胺的较佳条件为:加料温度0～5℃,反应温度25℃,n(苄胺)∶n(乙酸酐)=1∶1.1,反应时间14h;合成2-氯-6,7-二氢-5 H-环戊并[b]吡啶的条件为:三氯氧磷加料温度0～5℃,回流反应时间15h,水解温度为40～45℃。三步反应的总收率为45.9%,产品结构经1 H NMR和LC-MS确证。     

无溶剂酯交换合成双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯基]丙酸三甘醇酯

以3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯(MPC)和三甘醇为原料,在无溶剂的条件下采用酯交换法合成双[3-(3,5二叔丁基-4-羟基)苯基]丙酸三甘醇酯。最佳合成条件为:在90℃加入有机锡催化剂,用量为MPC质量的2.3%;反应温度130℃;反应时间3.5 h;n(MPC):n(三甘醇)=2.10:1.00,在此条件下产物收率大于91%,产物熔点106～106.5℃。通过元素分析、红外光谱分析、~1H NMR分析对产物分子结构进行了表征。     

3，9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯酸]-1，1-二甲基}-2，4，8，10-四氧杂螺环[5．5]十一烷的合成

以3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酸甲酯(KY-250)与3,9-双(1,1-二甲基-2-羟基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺环[5.5]十一烷(螺环二醇)为原料,有机锡为催化剂,采用酯交换法在常压下合成了抗氧剂3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5甲基苯基)丙烯酸]-1,1-二甲基)-2,4,8,10-四氧杂螺环[5.5]十一烷(AO-80),产物结构经IR和核磁共振(~1H NMR,~(13)C NMR)进行了确证。较佳合成条件为:反应时间8 h,反应温度190℃,n (KY-250):n(螺环二醇):n(有机锡)=2.2:1:0.044。适宜的重结晶溶剂是w(CH_3OH)=9O%的甲醇溶液,与粗产物的质量比为7:1,收率为72%,产物质量分数大于99.6%。     

以β-环糊精改性自组装的化合物为模板剂合成介孔分子筛及其表征

利用纯天然化合物β-环糊精的特殊结构,通过优化苯基修饰改性过程制备了单(6-氧-6-苯基)-β-环糊精,单(6-氧-6-苯基)-β-环糊精具有自组装能力形成超分子聚合物,以该超分子聚合物为模板剂合成了介孔分子筛;用X射线衍射、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱、热重与差热分析、固体硅核磁共振、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等方法对产物进行了表征。表征结果显示,所合成的产物具有高度有序的六方介孔分子筛的结构特征,孔径约为2.13nm,比表面积达到260m2/g以上,完全符合螺旋柱状超分子聚合物的外径尺寸;螺旋柱状超分子聚合物的紧密堆积程度没有有机胺类模板剂大,相邻β-环糊精母体之间存在一定的空隙,产品在整体结构上还存在一定程度的缺陷。     

超细β沸石的合成及其催化重芳烃轻质化反应性能

研究了在碱金属阳离子存在条件下超细β沸石的合成,结果表明可在较宽范围内合成出纳米β沸石聚集体;不同组成的超细p沸石都具有一定催化重芳烃轻质化活性,特别是转化C9A能力.     

[bmim]FeCl_4离子液体催化氧化硫化氢的研究

研究了[bmim]FeCl4离子液体催化氧化硫化氢的性能。结果表明,[bmim]FeCl4离子液体催化氧化硫化氢时具有良好的再生性能,不过其氧化硫化氢时的实际硫容不仅小于理论硫容而且随温度的升高逐渐降低,这可能与[bmim]FeCl4离子液体的强酸性以及其作为介质和催化剂的双重功能密切相关,减弱[bmim]FeCl4离子液体的酸性可能是增加硫容的关键。