制备氯甲基化聚苯乙烯交联微球的新方法

使用Lewis酸催化剂, 用自制的氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB), 在室温下对聚苯乙烯交联微球(白球)进行氯甲基化反应, 制得了氯含量接近17%的氯甲基化聚苯乙烯交联微球(氯球); 通过红外光谱法与佛尔哈德分析法表征了产物的化学结构与组成; 考察了各种因素对氯甲基化反应过程的影响规律. 结果表明, 各种因素对白球氯甲基化过程的影响表现在两个方面: (1) 影响白球的氯甲基化程度; (2) 抑制或促进分子链之间通过Friedel-Crafts反应进一步交联, 影响微球的强度.     

合成水杨酸-交联聚苯乙烯螯合树脂的新途径

采用氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷对交联聚苯乙烯(CPS)微球实施了氯甲基化反应,然后使5-氨基水杨酸(ASA)与氯甲基化交联聚苯乙烯微球表面的苄氯基团发生亲核取代反应,制得了氨基水杨酸-交联聚苯乙烯(ASA-CPS)螯合树脂.考察了主要反应条件对取代反应的影响,初步试验了ASA-CPS对金属离子的螯合性能.结果表明:ASA-CPS对Fe(Ⅲ)离子具有很强的螯合能力,吸附容量达3.77 mmol/g.     

氯甲基聚苯乙烯/硅胶复合微粒的制备与表征

采用"接出(grafting from)"方式,在溶液聚合体系中将苯乙烯(St)接枝聚合在微米级硅胶表面,制备了接枝微粒PSt/SiO2;使用新型氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷,对接枝在硅胶表面的聚苯乙烯进行了氯甲基化(CM)反应,制得了氯甲基聚苯乙烯/硅胶(CMPS/SiO2)复合微粒.采用热重分析(TG)测定了PSt/SiO2的接枝度,并使用扫描电子显微镜(SEM)观察了其形貌;通过红外光谱法(FTIR)与佛尔哈德分析法表征了CMPS/SiO2的化学结构与组成.重点考察了各种因素对PSt/SiO2氯甲基化反应过程的影响规律.研究结果表明,CMPS/SiO2的制备不仅具有绿色环保的特点,而且反应容易控制.反应时间、溶剂种类与用量、催化剂种类与用量及氯甲基化试剂的用量等因素均会对该复合微粒的制备产生影响,如影响CMPS/SiO2的氯甲基化程度;抑制或促进已接枝的PSt大分子链之间通过Friedel-Crafts反应发生交联.若选用SnCl4为催化剂,以CH2Cl2为溶剂,在室温下反应10 h左右,可制得氯含量接近16 wt%(以接枝的PSt为基准计算)的CMPS/SiO2.     

交联聚苯乙烯微球的醛基化改性及卟啉的固载化

以二甲基亚砜(DMSO)为氧化剂,然后采用Kornblum氧化法,将氯甲基化的交联聚苯乙烯(CMCPS)微球表面的氯甲基氧化成醛基,制备了醛基化改性的交联聚苯乙烯(AL-CPS)微球,研究了主要反应条件对改性反应的影响规律。结果表明,在使用催化剂KI及缚酸剂NaHCO3并在110℃下,溶胀在DMSO中的CMCPS微球能被有效地转化为表面带有醛基的改性微球AL-CPS,成为同步合成与固载卟啉的前驱体。随后,以微球AL-CPS、溶液中的苯甲醛及吡咯为共反应物,通过固-液界面上的Alder反应,实现了四苯基卟啉(TPP)在交联聚苯乙烯(CPS)微球表面的同步合成与固载,制得了固载有卟啉的微球TPP-CPS。     

交联聚苯乙烯微球的表面化学改性及吡啶基卟啉的固载化

以无致癌毒性的1,4-二氯甲氧基丁烷为氯甲基化试剂,先将交联聚苯乙烯(CPS)微球氯甲基化,制得氯甲基化微球CMCPS。 然后使微球CMCPS与4-吡啶甲醛进行季铵化反应,将4-吡啶甲醛键合到CPS微球表面,制得键合吡啶甲醛(PyAL)的改性微球PyAL-CPS。 考察了主要反应条件对季铵化反应的影响,最终确定季铵化反应的优化条件:溶剂CCl4,反应温度60 ℃,最后使改性微球PyAL-CPS、4-吡啶甲醛及吡咯在固-液界面上进行Adler反应,形成固载吡啶基卟啉(PyP)的微球PyP-CPS。 用IR和UV-Vis以及Zn2+配合物生成法表征了微球PyP-CPS的形成及负载量。     

在氯甲基化交联聚苯乙烯微球表面合成与固载手性金属-Salen配合物及其表征

氯甲基化交联聚苯乙烯(CMCPS)微球的氯甲基与苯甲醛衍生物2-羟基-3-甲氧基苯甲醛(HMBA)发生傅克烷基化反应,形成改性微球HMBA-CPS;微球HMBA-CPS与环己二胺发生席夫碱反应,形成键合Salen配基的微球Salen-CPS;最后,使之与锰盐发生配位螯合反应,制得了固载有手性Mn(Ⅲ)-Salen配合物的固体催化剂Mn(Ⅲ)Salen-CPS,分别采用红外光谱、紫外/可见吸收光谱及扫描电子显微镜对固体催化剂的结构与形貌进行了表征和观察。 研究了微球CMCPS与HMBA之间傅克烷基化反应的规律。 结果表明,以AlCl3为Lewis酸催化剂,使用二氯甲烷与硝基苯混合溶剂,可有效地实施CMCPS与HMBA的傅克烷基化反应,制得固体催化剂Mn(Ⅲ)Salen-CPS。 在V(CH2Cl2)∶V(NB)=10∶1的混合溶剂中,40 ℃下反应10 h,可制得氯甲基转化率近于51%的改性微球HMBA-CPS。 该制备途径具有简便、高效与快捷的特点。     

以1,4-二氯甲氧基丁烷为氯甲基化试剂合成线型氯甲基化聚苯乙烯

采用自制的氯甲基化试剂——1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB),使用Lewis酸催化剂,在均相反应体系中高效地实现了聚苯乙烯的氯甲基化.研究了反应机理,考察了各种因素对氯甲基化反应的影响规律,优化了反应条件,通过红外光谱法与Volhard分析法表征了产物的化学结构与组成.实验结果表明,反应机理可能由苯环亲电取代与伴随着醚键断裂的亲核取代两类反应构成,氯甲基化试剂用量、催化剂的酸性与用量、溶剂的性质与用量及反应温度等因素对反应都有显著的影响,其一,会影响聚苯乙烯的氯甲基化程度,其二,会导致或避免大分子链之间通过Friedel-Crafts反应而发生交联.以四氯化碳为溶剂、以SnCl4为催化剂并在较低温度(18℃)下进行反应,可制得氯甲基化程度达80%且完全线型化的氯甲基化聚苯乙烯.     

线型氯甲基聚苯乙烯的制备新方法

在均相反应体系中,以SnCl4为催化剂,CCl4为溶剂,自制的1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB)为氯甲基化试剂,制得了完全线型化的氯甲基聚苯乙烯(CMPS),其结构和组成经IR和佛尔哈德分析法表征。最佳氯甲基化反应条件为:聚苯乙烯2.0 g,BCMB 10 mL,SnCl41 mL,CCl430 mL,于18℃反应17 h。在最佳反应条件下,CMPS的氯甲基化程度达68%。     

氯甲交联基聚苯乙烯微球的氨甲基化改性及其席夫碱型螯合树脂微球的制备

以氯甲基化交联聚苯乙烯(CMCPS)微球为出发物质,首先在催化剂KI存在下,与六次甲基四胺(HMTA)进行Delepine反应,制得氨基化改性的聚苯乙烯微球AMCPS;然后再使微球AMCPS与水杨醛(SA)发生Schiff碱反应,制备了Schiff碱型螯合树脂SACPS微球,采用红外光谱法表征了其化学结构。 重点研究了CMCPS微球氨基化改性Delepine反应的影响因素,探讨了反应机理。 研究结果表明,催化剂KI对CMCPS微球表面的苄氯基团与HMTA之间的Delepine反应,具有很强的催化作用;使用极性较强的溶剂DMSO及在较高的温度(80 ℃)下反应,氯甲基转变为氨甲基的效率高;Schiff碱型螯合树脂SACPS对Cu2+离子具有良好的螯合能力。     

以氯代酰氯为试剂的交联聚苯乙烯微球的Friedel-Crafts酰基化反应

采用ω-氯代酰氯试剂氯乙酰氯和氯丁酰氯,在Lewis酸催化剂存在下,于室温下分别与交联聚苯乙烯(CPS)微球进行了Friedel-Crafts酰基化反应,制备了氯代酰基化(chloroacylation,CA)的交联聚苯乙烯微球(CACPS),用红外光谱与佛尔哈德分析法表征了产物的化学结构与组成,研究了各种因素对反应过程的影响。 结果表明,在Friedel-Crafts酰基化反应过程中,伴随的副反应─微球表面聚苯乙烯大分子之间的Friedel-Crafts烷基化附加交联反应,不但降低了在CPS微球表面引入氯代酰基的效率,还使微球变脆。 在室温(25 ℃)下,以CHCl3溶剂、催化剂SnCl4与白球中聚苯乙烯链节的摩尔比为1.2∶1、采用10 mL/g CPS微球的溶剂用量反应5 h,可以达到酰基化反应和烷基化交联副反应的最佳平衡点(此时的氯含量最高)。 结果还表明,采用氯丁酰氯对CPS微球进行氯代酰基化反应的效果明显好于氯乙酰氯。     

新型镍离子亲和色谱介质的制备及其性能考察

以氯甲基化聚苯乙烯交联微球(氯球)为载体基质、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂、N,N-二异丙基乙胺(DIEA)催化,将合成的Lys(Boc)-OEt、氯乙酸乙酯连接到微球上。经水解使羧基裸露,与Ni²⁺螯合,制得新型镍离子亲和色谱介质。将其应用于His-Lys-Tyr三肽及Phe-His-Thr三肽纯化研究。以不含组氨酸的六肽作为杂质模型,用所制备的镍离子亲和介质进行分离。结果表明,所制备的镍离子亲和介质对两个含组氨酸的三肽具有很好的亲和作用,并实现了与不含组氨酸六肽的分离。     

在交联聚苯乙烯微球表面同步合成与固载吡啶基卟啉及固载化钴卟啉的催化氧化性能

先通过季铵化反应将吡啶甲醛(PyAL)基团键合于交联聚苯乙烯微球(CPS)表面,制得改性微球PyAL-CPS,再通过Adler反应,成功地实现了吡啶基卟啉(PyP)在CPS微球表面的同步合成与同载,制得功能微球PyP-CPS,它再与碘甲烷发生季铵化反应制成N-甲基吡啶基卟啉(MPyP)季铵盐,从而制得固载有阳离子卟啉的...     

氯甲基化聚苯乙烯后交联过程中的氧化反应研究

在１２０℃将氯甲基化聚苯乙烯进行Ｆｒｉｅｄｅｌ—Ｃｒａｆｔｓ后交联制备超高交联聚苯乙烯的过程中，伴随有氧气对氯甲基化聚苯乙烯的氧化作用而使超高交联聚苯乙烯含有极性基团羰基约２．５ｍｍｏｌ／ｇ，而在较低的温度下，通过后交联制备超高交联聚苯乙烯时，则没有氧化反应发生。     

Chloromethylated polystyrene reaction with tris(2-hydroxyethyl)amine. I. Crosslinked polymers prepared by chloromethylated polystyrene with tris(2-hydroxyethyl)amine

A multifunctional crosslinked polymer resulted from a chloromethylated polystyrene reaction with tris(2-hydroxyethyl)amine. A benzyl chloride reaction (chosen as a structural unit model) with tris(2-hydroxyethyl)amine was investigated to explain the reasons for the crosslinking. Amino-ethers and tris(2-hydroxyethyl)amine hydrochloride in addition to ammonium quaternary salt were isolated from this reaction. The formation of amino-ethers proved that an ammonium quaternary salt rearrangement also takes place during the quaternization reaction. This rearrangement leads to chloromethylated polystyrene during its reaction with tris(2-hydroxyethyl)amine.     

相转移催化法制备侧链带有醛基的聚苯乙烯交联微球

首先使氯甲基聚苯乙烯交联微球（CCMPSt）在有机相中充分溶服,然后通过相转移催化剂（季铵盐）的作用,将水相中对羟基苯甲醛所产生的负氧离子转移至有机相,使之与CCMPSt微球表面的苄氯基团发生亲核取代反应,从而将CCMPSt微球转变为侧链带有醛基的聚苯乙烯交联微球（Aldehyde—CPSt）．本研究重点考察了各种因素对液-液-固三相体系中相转移催化过程及取代反应的影响规律,较深入地探讨了反应机理．研究结果表明,通过相转移催化剂的作用,可将亲核取代试剂对羟基苯甲醛负氧离子不断地从水相转移至有机相,在有机相与交联微球CCMPSt的界面发生取代反应,从而将CCMPSt微球顺利地转变为功能微球Aldehyde—CPSt．有机溶剂的极性越强,对CCMPSt微球的溶服性能越好,取代反应速率越快;相转移催化剂季铵离子上的碳链对称性越好及碳链越长,相转移催化的效果越好;有机相与水相的比例对相转移催化效果也有较大的影响．     

Determination of methylene bridge crosslinking in chloromethylated PS‐DVB resins

We present the development of a method for the determination of methylene bridge crosslinking in ¹³C‐labeled chloromethylated polystyrene‐divinylbenzene resins. Our system uses a new room temperature reduction of the chloromethyl groups that circumvents the possible challenges associated with additional crosslinking. We demonstrate how the reduction of the chloromethyl groups allowed for the determination of methylene bridging, derived from the methylenebis(ethenylbenzene) crosslinker, based on the integration of the methylene signal in the ¹³C NMR spectra. Utilizing this method, the total crosslinking within the chloromethylated resin generated at 35 °C was determined to be upward of 10 wt %, which increased from 6 wt % in the unfunctionalized resin. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2016 , 54, 1955–1960     

NARROW-DISPERSED CROSSLINKED CORE-SHELL POLYMER MICROSPHERES PREPARED BY SURFACE-INITIATED ATOM TRANSFER RADICAL POLYMERIZATION＊

Grafting of polystyrene with narrowly dispersed polymer microspheres through surface-initiated atom transfer radical polymerization (ATRP) was investigated. Polydivinylbenzene (PDVB) microspheres were prepared by dispersion polymerization with poly(N-vinyl pyrrolidone) (PVP) as stabilizer. The surfaces of PDVB microspheres were chloromethylated by chloromethyl methyl ether in the presence of zinc chloride as catalyst to form chloromethylbenzene initiating core sites for subsequent ATRP grafting of styrene using CuCl/bpy as catalytic system. Polystyrene was found to be grafted not only from the particle surfaces but also from within a thin shell layer, resulting in the formation of particles size increased from 2.38-2.58μm, which can further grow to 2.93μm during secondary grafting polymerization of styrene. This demonstrates that grafting polymerization proceeds through a typical ATRP procedure with living nature. All of the prepared microspheres have narrow particle size distribution with coefficient of variation around 10%.