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路易斯碱催化丙炔酰胺衍生物聚合反应研究

作　者: 刘建英
导　师: 韩丙勇
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 缺电子炔 路易斯碱 质子转移 N-苯基丙炔酰胺
分类号: TQ311
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 33次
引　用: 1次
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内容摘要


开发新的高分子合成方法是高聚物合成化学家的目标,尤其是在功能高分子的合成方面。聚炔类共轭聚合物在导电高分子,有机发光器件,太阳能电池,分子传感器等领域的应用,使得聚炔共轭高分子的合成成为材料科学领域的热门之一。本课题组开展了路易斯碱催化丙炔酰胺的聚合反应的研究。本论文针对这种聚合方法的核心问题——聚合机理展开研究。研究内容包括路易斯碱催化丙炔酰胺衍生物的聚合反应机理,聚合产物的结构与性能,聚合反应动力学等。以合成不同取代基的单体为基本思路,提出三种方案研究三苯基膦催化丙炔酰胺的聚合反应机理：1.采用重水交换取代酰胺氢以及炔氢,制备氘代单体；2.丙炔酸甲酯改性聚丙炔酰胺；3.改变单体取代基控制质子转移。结果表明该反应是包含质子转移过程的亲核加成聚合反应。研究了路易斯碱催化炔酰胺衍生物的反应动力学,时间飞行质谱表明反应后期为低聚物相互反应生成高聚物的过程,结论为聚合反应以逐步的方式增长。以红外、1H-NMR以及时间飞行质谱(MALDI-TOF)等测试方法对聚N-苯基丙炔酰胺结构进行表征。结果表明N-苯基丙炔酰胺在Ph3P催化下发生碳碳叁键与酰胺氢的亲核加成反应,从而得到双键与羰基共轭的线型聚合物,产物为棕红色粉末,聚合反应产率在50%-95%之间,聚合度在4-16之间。研究了有机膦与有机胺催化N-苯基丙炔酰胺聚合物结构及聚合反应条件(如溶剂、温度和单体与Ph3P摩尔比等)对聚合的影响。研究了炔酰胺类聚合物的荧光性能。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
第一章 绪论  12-32
  1.1 缺电子炔类化合物的有机化学反应  12-20
    1.1.1 有机膦催化贫电子炔的有机化学反应  12-17
    1.1.2 有机胺催化亲核加成反应  17-19
    1.1.3 过渡金属催化缺电子缺的有机化学反应  19-20
  1.2 缺电子炔类单体的聚合反应  20-25
    1.2.1 丙炔酸酯衍生物的加成聚合反应  20-21
    1.2.2 丙炔腈的加成聚合反应  21-23
    1.2.3 丙炔酰胺衍生物的加成聚合反应  23-25
  1.3 质子转移聚合  25-29
    1.3.1 有机化学中质子转移研究概况  25-27
    1.3.2 质子转移聚合  27-28
    1.3.3 质子转移聚合在超支化聚合物合成中的应用  28-29
  1.4 课题的来源目的、意义和研究内容  29-32
    1.4.1 课题的目的、意义  30
    1.4.2 课题的研究内容  30-32
第二章 实验部分  32-38
  2.1 原料及其规格、来源  32-33
  2.2 原料纯化与试剂合成  33-34
    2.2.1 原料的纯化  33-34
    2.2.2 试剂的合成  34
  2.3 聚合及改性  34-35
    2.3.1 路易斯碱催化丙炔酰胺衍生物的聚合  34-35
    2.3.2 聚丙炔酰胺的改性  35
    2.3.3 重水交换研究聚丙炔酰胺反应机理  35
  2.4 表征与测试  35-38
    2.4.1 转化率(Conv./%)  35
    2.4.2 傅立叶红外光谱(FT-IR)  35-36
    2.4.3 核磁共振波谱(~1H-NMR)  36
    2.4.4 荧光光谱  36
    2.4.5 紫外吸收光谱  36
    2.4.6 凝胶渗透色谱(GPC)  36
    2.4.7 基质辅助时间飞行质谱  36-37
    2.4.8 X射线衍射(XRD)  37-38
第三章 结果与讨论  38-64
  3.1 三苯基膦催化丙炔酰胺聚合反应中质子转移的研究  38-49
    3.1.1 重水交换研究丙炔酰胺聚合反应过程  39-43
    3.1.2 丙炔酸甲酯改性聚丙炔酰胺  43-48
    3.1.3 聚丙炔酰胺聚合反应动力学研究  48-49
  3.2 三苯基膦催化N-苯基丙炔酰胺聚合反应研究  49-56
    3.2.1 聚N-苯基丙炔酰胺的结构表征  49-52
    3.2.2 三苯基膦催化N苯基丙炔酰胺聚合反应条件研究  52-55
    3.2.3 三苯基膦催化N-苯基丙炔酰胺聚合反应机理  55-56
  3.3 不同路易斯碱催化N-苯基丙炔酰胺聚合反应研究  56-60
    3.3.1 三丁基膦催化N-苯基丙炔酰胺聚合  56-58
    3.3.2 DABCO催化N-苯基丙炔酰胺聚合的研究  58-60
  3.4 炔酰胺类聚合物荧光性能初探  60-64
第四章 结论  64-66
参考文献  66-70
致谢  70-72
研究成果及发表的学术论文  72-74
导师及作者简介  74-76
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  76-77

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 高分子化合物工业（高聚物工业） > 基础理论
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