含芳環(huán)的聚兩性電解質的制備及應用

含芳環(huán)的聚兩性電解質的制備及應用

ph敏感的大型材料可以根據外部環(huán)境的ph值改變其物理或溶液性能。因此，該材料在可控釋放、催化劑、石油工業(yè)和顏料分散方面發(fā)揮著重要作用。在所有的聚兩性電解質中,近年來含有芳環(huán)的聚兩性電解質由于具有獨特的物理化學性能而成為聚兩性電解質領域研究的熱點。當聚兩性電解質的分子結構中含有芳環(huán)時,可利用芳環(huán)的性能實現含芳環(huán)聚兩性電解質的功能性。Li等制備了一種磺化聚芳醚砜,利用其分子結構中芳香環(huán)上的π電子與金屬表面之間弱的相互作用,將磺化聚芳醚砜用于納米金的分散穩(wěn)定,應用后實現納米金的回收1實驗部分1.1紫外-可見分光光度法聚乙烯胺鹽酸鹽(PVAm·HCl,氨基含量75%)根據文獻日本島津UV-2450型紫外-可見分光光度計;美國Nicolet5700型FT-IR光譜儀(KBr壓片);高效液相色譜/質譜聯用儀,HP1100,美國惠普公司;VarianINOVA400NMR核磁共振波譜儀(D1.2實驗1.2.1埃利希試劑g/l三聚氯氰(3.80g)、冰和少量水加入在250mL燒杯中,打漿40min。將40mL間氨基苯磺酸溶液(3.53g溶于40mL水中)慢慢滴加到上述三聚氯氰的打漿液中,控制反應的溫度為0℃~5℃和pH值為2~3,保持該反應條件繼續(xù)反應1h,埃利希試劑檢測反應終點。稱取1.86g苯胺加入到上述三聚氯氰與間氨基苯磺酸的縮合液中,升溫至30℃~35℃并用10%的碳酸鈉溶液調控體系的pH值在5~6,繼續(xù)反應2h,薄層色譜(TLC)檢測反應終點(產物R1.2.2生物活性化合物的合成稱取3.0g聚乙烯胺鹽酸鹽溶解于30mL水中后加入到250mL三口燒瓶中,向其中加入30mLDMF,用10%的氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液的pH值為11.5左右,并加熱至70℃。將一定量含磺酸基的一氯均三嗪衍生物的DMF/水溶液(1∶1,V/V)慢慢加入到上述反應體系中。在反應過程中,通過10%的氫氧化鈉溶液調控體系的pH值在11.0~11.5。TLC跟蹤反應進程,以一氯均三嗪衍生物在TLC板上斑點消失為終點(產物R2結果與討論2.1接枝反應條件的確定本文中含芳環(huán)pH刺激響應型大分子是通過含芳磺酸的一氯均三嗪衍生物與聚乙烯中的伯胺之間的親核取代反應而使一氯均三嗪衍生物接枝到大分子鏈上(圖1)。由于本文所合成的一氯均三嗪衍生物在水中的溶解性較低,而聚乙烯胺鹽酸鹽幾乎只溶于水,因此該接枝反應難以在單一的水體系中發(fā)生。此外,考慮到一氯均三嗪類化合物的反應溫度通常在80℃左右,一般低沸點有機溶劑也不適合用于該接枝反應中。因此,本文最終選用DMF和水(1∶1,V/V)為混合溶劑,可確保該接枝反應的順利進行。本文研究了反應溫度和體系pH值對該接枝反應的影響,結果如表1所示。從表中可看出,若整個反應體系的pH值小于11時,當含磺酸基一氯均三嗪衍生物加入后,反應體系中立刻有固體在三口燒瓶壁和攪拌棒上析出,反應無法進行。這主要是因為當反應體系的pH值小于11時,聚乙烯胺中帶正電荷的胺基與帶負電荷的磺酸基通過靜電作用相互吸引纏繞在一起而析出反應體系。當pH值在11~11.5時,聚乙烯胺分子鏈中所有的胺基都不帶電荷,此時無正負電荷之間的相互作用,因此反應能順利進行。三聚氯氰具有梯度反應活性,廣泛用于制造活性染料。與芳胺反應時,第一個碳氯鍵最為活潑,在0℃~5℃即可發(fā)生反應。三聚氯氰的第一個碳氯鍵反應后,第二個碳氯鍵的活潑性降低,所以三聚氯氰的第二次縮合通常都是在30℃~40℃左右進行。當三聚氯氰的第二個碳氯鍵反應后,第三個碳氯鍵的活潑性更低,通常在80℃~90℃左右反應。但與脂肪族伯胺反應時,可適當降低反應溫度。這主要是因為,脂肪族胺基的活性比芳香族氨基的活性更高。從表中可以看出,當反應溫度為60℃時,該接枝反應即可反應,但反應速度時間較長,而在80℃時反應雖能快速進行,但也會增加一氯均三嗪衍生物的水解速率,綜合考慮,該接枝反應的最佳反應溫度為70℃。當聚乙烯主鏈上接枝量越來越多時,空間位阻會不斷增加,同時,產物在反應體系pH值下帶負電荷,與帶負電荷的反應物(含磺酸基一氯均三嗪衍生物)會發(fā)生同種電荷排斥,這些因素都會導致隨著反應取代度的增加反應的接枝效率會下降,反應物水解副反應增加。因此,本文對接枝反應的效率進行了研究,結果見表2。從表2中可以看出,當取代度低于20%時,該接枝反應的效率在97%以上,但是隨著接枝量的進一步增加,反應效率下降,當理論取代度為30%,反應效率為94%左右。2.2芳環(huán)ph刺激反應型高密度分子的表現采用紅外和從圖3可以看出,化學位移δ在1.0ppm~2.5ppm為含芳環(huán)pH刺激響應型大分子中亞甲基的氫質子位移(CH3芳環(huán)ph刺激響應型分子的合成以三聚氯氰為原料,分別與間氨基苯磺酸和苯胺進行縮合反應,合成了含磺酸基的一氯均三嗪衍生物,并將之接枝到聚乙烯胺上制備了取代度分別為9.9%、19.3%和28.3%的含芳環(huán)pH刺激響應型大分子。反應條件研究表明,最佳的反應p