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琥珀酸、马来酸衍生物的合成及其胶凝性能研究

作　者: 肖巍
导　师: 罗序中
学　校: 赣南师范学院
专　业: 有机化学
关键词: 小分子有机凝胶剂自组装琥珀酸马来酸氢键作用
分类号: O621.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 39次
引　用: 1次
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内容摘要

本论文合成了一系列小分子有机凝胶剂,详细研究了其在各种有机溶剂中的胶凝行为、自组装形貌、分子在自组装体中的排列方式,并进一步提出凝胶形成的初步机理,获得了一些创新性的成果,主要内容包括:（1）合成了一系列不同烷基链取代的琥珀酸衍生物,测试其在不同有机溶剂中的胶凝性能。扫描电镜（SEM）照片显示不同烷基链取代的凝胶剂形成了具有相似表面形态的纤维。FT-IR谱图表明湿凝胶与固体分子中的氢键具有相似性,且凝胶剂分子中的碳氢链是采取全反式构象排列的。通过对比实验还发现氢键作用是凝胶形成过程中不可缺少的因素。干凝胶的X-射线小角衍射图（XRD）表明凝胶剂分子的排列是高度有序的。通过XRD计算得出的等同周期（long spacing D）几乎是通过CPK模型得出的相应的凝胶剂分子长度的两倍,结合FT-IR谱图,我们合理推断出凝胶剂分子利用羧基（—COOH）和酰胺基团（—CONH—）的氢键作用以及长烷基链的亲水-疏水作用形成高度有序的双分子层聚集体,这些聚集体进一步延伸成纤维并相互交叉或缠绕形成刚性的三维网络状结构,最后阻止溶剂宏观上的流动。（2）合成了一系列不同烷基链取代的马来酸衍生物,发现其在常见的有机溶剂中不具备胶凝性能,但当加入亲脂性的胺与其1:1配对形成二元体系后能在许多有机溶剂中形成凝胶。扫描电镜照片显示不同的凝胶剂在不同的溶剂中形成了具有不同形貌的片层状结构和纤维状结构。FT-IR谱图表明凝胶剂分子间发生了酸碱相互作用,且凝胶剂分子中的碳氢链是采取全反式构象排列的。同时,通过对比实验还发现氢键作用是凝胶形成过程中不可缺少的因素。干凝胶的X-射线小角衍射图表明凝胶剂分子的排列是高度有序的。通过XRD计算得出的等同周期几乎是通过CPK模型得出的相应的两种凝胶剂分子的长度之和,结合FT-IR谱图,我们合理推断出两种凝胶剂分子利用羧基（—COOH）和氨基（—NH₂）的酸碱相互作用、酰胺基团（—CONH—）的氢键作用以及长烷基链的亲水-疏水作用形成高度有序的聚集体,这些聚集体进一步延伸成片层状或纤维状结构并相互交叉或缠绕形成刚性的三维结构,最后阻止溶剂宏观上的流动。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-30
  1.1 引言  9
  1.2 小分子有机凝胶的简介  9-10
  1.3 小分子有机凝胶的发现  10-11
  1.4 凝胶的表征  11-13
    1.4.1 流变力学  11-12
    1.4.2 波谱学  12
    1.4.3 显微镜方法  12
    1.4.4 衍射方法  12-13
    1.4.5 模型计算  13
  1.5 凝胶的分类  13-28
    1.5.1 水凝胶的分类  13-18
      1.5.1.1 双亲性分子  13-15
      1.5.1.2 双头双亲性分子  15-16
      1.5.1.3 两性表面活性剂  16-17
      1.5.1.4 糖类  17-18
    1.5.2 有机凝胶的分类  18-28
      1.5.2.1 脲类有机凝胶剂  18-19
      1.5.2.2 氨基酸衍生物  19-20
      1.5.2.3 脂肪酸衍生物  20
      1.5.2.4 糖衍生物  20-21
      1.5.2.5 蒽类衍生物  21-22
      1.5.2.6 ALS衍生物  22-23
      1.5.2.7 类固醇衍生物  23
      1.5.2.8 有机金属化合物  23-24
      1.5.2.9 双组分有机凝胶剂  24-26
      1.5.2.10 其它类有机凝胶剂  26-28
  1.6 LMOG 的应用  28
  1.7 本论文的选题依据和意义  28-30
第二章琥珀酸衍生物的合成及其胶凝性能研究  30-44
  2.1 引言  30
  2.2 实验部分  30-34
    2.2.1 实验试剂与仪器  30-31
    2.2.2 合成路线  31
    2.2.3 琥珀酸衍生物的合成步骤与表征  31-33
    2.2.4 最小胶凝浓度(MGCs)的测定  33-34
    2.2.5 凝胶-溶胶转换温度(Tg)的测定  34
    2.2.6 扫描电镜(SEM)的测量  34
    2.2.7 基片处理  34
    2.2.8 FT-IR 光谱测量  34
    2.2.9 X-射线衍射(XRD)测量  34
  2.3 结果与讨论  34-43
    2.3.1 胶凝性能  34-36
    2.3.2 凝胶-溶胶转换温度(Tg)与凝胶剂尾链长度(n)的关系  36
    2.3.3 凝胶-溶胶转换温度(Tg)与凝胶剂浓度(C)的关系  36-38
    2.3.4 有机凝胶中凝胶剂分子的聚集形态  38
    2.3.5 凝胶的FT-IR 光谱  38-40
    2.3.6 X-射线小角衍射(XRD)  40-43
  2.4 小结  43-44
第三章马来酸衍生物的合成及与脂肪胺所组成的二元体系的胶凝性能研究  44-61
  3.1 引言  44-45
  3.2 实验部分  45-49
    3.2.1 实验试剂与仪器  45-46
    3.2.2 合成路线  46
    3.2.3 马来酸衍生物的合成步骤与表征  46-48
    3.2.4 最小胶凝浓度(MGCs)的测定  48-49
    3.2.5 凝胶-溶胶转换温度(Tg)的测定  49
    3.2.6 扫描电镜(SEM)的测量  49
    3.2.7 基片处理  49
    3.2.8 FT-IR 光谱测量  49
    3.2.9 X-射线衍射(XRD)测量  49
  3.3 结果与讨论  49-60
    3.3.1 胶凝性能  49-52
    3.3.2 凝胶-溶胶转换温度(Tg)与凝胶剂浓度(C)的关系  52
    3.3.3 有机凝胶中凝胶剂分子的聚集形态  52-53
    3.3.4 凝胶的 FT-IR 光谱  53-56
    3.3.5 X-射线小角衍射(XRD  56-60
  3.4 小结  60-61
第四章结论  61-62
参考文献  62-67
硕士期间发表和完成的论文  67-68
致谢  68

琥珀酸、马来酸衍生物的合成及其胶凝性能研究

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