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...     

在交联聚苯乙烯微球表面实现苯基卟啉的同步合成与固载

以键合有对羟基苯甲醛(HBA)的交联聚苯乙烯(CPS)微球HBA-CPS、苯甲醛和吡咯为反应物, 采用Adler方法, 实现了苯基卟啉(PP)在CPS表面的同步合成与固载, 制得了固载有苯基卟啉的微球PP-CPS. 研究了卟啉同步合成与固载过程的影响因素, 同时进行了微球PP-CPS与钴盐的配合反应, 制备了固载有钴卟啉(CoP)的功能微球CoP-CPS, 初步考察了其对分子氧氧化乙苯的催化活性. 实验结果表明, 在苯基卟啉同步合成与固载的反应过程中, 催化剂的酸性与溶剂的极性是两个主要的影响因素, 使用强极性溶剂与pKa在2.8~3.4范围的酸, 微球PP-CPS表面的苯基卟啉固载量高. 微球CoP-CPS对分子氧氧化乙苯的反应具有明显的催化活性.     

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。     

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。     

在醛基化交联聚苯乙烯微球表面同步合成与固载卟啉及固载化金属卟啉的高效催化氧化性能

采用Kornblum氧化反应, 先将氯甲基交联聚苯乙烯(CMCPS)的氯甲基氧化为醛基, 制得醛基(AL)化改性微球ALCPS, 然后使改性微球ALCPS与溶液中的苯甲醛(或取代的苯甲醛)、吡咯之间发生固-液相之间的Adler反应, 成功地实现了卟啉在交联聚苯乙烯微球表面的同步合成与固载, 制得了固载有苯基卟啉(PP) 、对氯苯基卟啉(CPP)、对硝基苯基卟啉(NPP)的功能微球, 最后使功能微球与钴盐发生配合反应, 制备了固载有三种钴卟啉的固体催化剂. 研究重点有两方面: (1)考察主要因素对卟啉同步合成与固载过程的影响|(2)考察固载化钴卟啉在催化分子氧氧化环己烷羟基化过程中的催化特性. 实验结果表明, 以醛基化改性微球ALCPS与溶液中的吡咯及小分子苯甲醛(或取代的苯甲醛)为共反应物, 通过固-液之间的Adler反应, 可以顺利地实现卟啉在微球ALCPS表面的同步合成与固载, 这是制备固载化卟啉的新途径|苯甲醛的取代基结构、催化剂的酸性与溶剂的性质对卟啉的同步合成与固载都有较大的影响|所制备的固体催化剂对分子氧氧化环己烷羟基化的反应, 具有很高的催化活性(环己烷最高转化率约为40%)与选择性(环己醇的选择性在90%以上), 这是由固体催化剂特殊的化学结构所决定的.     

在聚合物微球 GMA/MMA 表面同步合成与固载卟啉及固载化金属卟啉的催化氧化性能

 制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 与甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 共聚微球 GMA/MMA, 并通过键合有对羟基苯甲醛 (HBA) 的改性微球 HBA-GMA/MMA 与苯甲醛 (或取代苯甲醛) 以及吡咯间的 Adler 反应, 实现了卟啉在共聚微球 GMA/MMA 表面的同步合成与固载, 制得了固载有苯基卟啉 (PP)、对氯苯基卟啉 (CPP)、对硝基苯基卟啉 (NPP) 的功能化微球 PP-GMA/MMA, CPP-GMA/MMA 和 NPP-GMA/MMA. 重点考察了影响卟啉同步合成与固载过程的因素. 制备了固载有钴卟啉的催化剂, 并以分子氧氧化乙苯为模型反应, 考察了催化剂的活性. 结果表明, 苯甲醛取代基的结构、催化剂的酸性和溶剂的极性对卟啉的同步合成与固载都有较大的影响; 钴卟啉催化剂对分子氧氧化乙苯反应具有较高的催化活性, 且当钴卟啉外环上含有强吸电子基团硝基时, 催化剂活性最高.     

固载化阳离子金属卟啉/杂多阴离子复合催化剂在分子氧氧化乙苯过程中的催化特性

以交联聚苯乙烯微球(CPS)为基质载体, 采用同步合成与固载的方法, 简捷地制得了固载化阳离子苯基卟啉, 继而通过与钴盐的配合反应, 制备了固载化阳离子钴卟啉. 在此基础上, 以Keggin 型杂多酸磷钨酸(HPW)及磷钼酸(HPMo)为试剂, 凭借阳离子钴卟啉(CoP)与杂多阴离子之间的静电相互作用, 制备与表征了固载化的由阳离子钴卟啉与杂多阴离子复合而成的固体催化剂CoPPW-CPS和CoPPMo-CPS. 将两种复合催化剂用于分子氧氧化乙苯的氧化反应, 考察研究了催化特性. 结果表明: 在分子氧氧化乙苯的氧化反应中, 复合催化剂具有很高的催化活性, 可使乙苯高选择性地转化为苯乙酮, 反应12 h, 苯乙酮的产率达30.1%; 复合催化剂的催化活性比单纯的固载化钴卟啉高75%; CoPPW-CPS的催化活性高于CoPPMo-CPS. 在复合催化剂结构组分中, 固载化的杂多阴离子并无催化活性, 起催化作用的组分是钴卟啉; 但是, 杂多阴离子可有效保护钴卟啉, 使其免于被氧化失活, 从而使其保持稳定的高催化活性. 复合催化剂具有最适宜的投加量, 过量催化剂的加入, 会抑制钴卟啉的催化活性. 复合催化剂还具有良好的循环使用性能.     

在CPS微球表面实现N-羟基邻苯二甲酰亚胺的同步合成与固载及固体催化剂催化氧化性能初探

通过分子设计的构思,仅通过两步大分子反应,便实现了N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)在交联聚苯乙烯(CPS)微球表面的同步合成与固载,并制得了非均相催化剂微球CPS-NHPI。以氯化偏苯三酸酐(TMAC)为试剂、Lewis酸为催化剂,通过Friedel-Crafts酰基化反应,先将邻苯二甲酸酐(PA)基团键合在CPS微球表面,得到改性微球CPS-PA;再与盐酸羟胺进行酰亚胺反应,制备出固载有NHPI基团的非均相催化剂微球CPS-NHPI。重点研究了CPS微球表面发生Friedel-Crafts酰基化反应的影响因素。采用红外光谱(FT-IR)及扫描电子显微镜(SEM)等对微球CPS-NHPI进行表征,将微球CPS-NHPI分别用于分子氧氧化乙苯及环己烷两种烃类物质的氧化过程,初步考察了该微球的催化活性。研究结果表明,对于微球CPS与TMAC之间的FriedelCrafts酰基化反应,适宜的溶剂为氯仿与N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)混合溶剂(氯仿与DMAC的体积比为7∶3),适宜的Lewis酸催化剂为SnCl4。初步探索实验表明,催化剂微球CPS-NHPI与Co(OAc)2所构成的共催化体系,在分子氧氧化乙苯及环己烷的催化氧化过程中,都表现出了良好的催化活性,温和条件下,反应35h时乙苯氧化为苯乙酮的转化率可达37%,反应30h时环己烷氧化为环己酮的转化率可达21%。     

交联微球GMA/MMA的表面化学改性及卟啉在其上的固载化

采用悬浮聚合法,制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的交联共聚微球GMA/MMA。在此基础上,使用Brnsted酸对羟基苯甲醛(HBA)对交联微球进行了化学改性,通过环氧基团的开环反应,将HBA键合在交联微球表面,制得了化学改性微球HBA-GMA/MMA;重点考察了主要反应条件对改性反应的影响,表明采用极性较强的溶剂并升高温度有利于改性反应的进行。随后以微球HBA-GMA/MMA、溶液中的苯甲醛衍生物及吡咯为共反应物,使Adler反应在固-液界面上进行,实现了卟啉在交联微球GMA/MMA表面的同步合成与固载。     

阳离子功能接枝微粒QPDMAEMA/SiO_2的制备及其对阿魏酸吸附特性的研究

使含有氨基的改性硅胶微粒表面的氨基与溶液中的过硫酸盐构成氧化-还原引发体系,实施了甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)在硅胶微粒表面的引发接枝聚合,制得接枝微粒PDMAEMA/SiO2;又以氯乙胺为试剂,使接枝的大分子PDMAEMA的叔胺基团发生季铵化反应,实现了接枝微粒PDMAEMA/SiO2的季铵化(Quaternization)转变,制得了阳离子性功能接枝微粒QPDMAEMA/SiO2。采用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及Zeta电位测定等多种手段对两种微粒进行了表征。主要研究了温度对接枝聚合和季铵化转变反应的影响,优化了反应条件。还考察了功能接枝微粒QPDMAEMA/SiO2对阿魏酸的子吸附性能。研究结果表明,采用-NH2//S2O82-表面引发体系,可有效地实现DMAEMA的接枝聚合,适宜的反应温度为35℃;氯乙胺与接枝微粒叔胺基团之间的季铵化反应可顺利进行,适宜的反应温度为60℃,叔胺基团的季铵化度可达82%。凭借主-客体之间的强静电相互作用并协同以阳离子-π相互作用,功能接枝微粒QPDMAEMA/SiO2对阿魏酸可产生很强的吸附作用,在中性条件下,吸附容量高达187mg/g。     

四-(对-三甲铵苯基)卟啉光度法测定微量镉

伊藤纯一等研究了镉与四-(对-三甲铵苯基)卟啉(简称TAPP)在100℃时的反应。我们进一步研究了用TAPP光度法测定微量镉的反应条件。经试验发现在强碱性介质中,8-羟基喹啉和溴化十六烷基吡啶在室温下对镉与TAPP的反应有良好的催化作用。干扰离子采用阴离子交换树脂分离。用制定的方法测定天然水中微量镉,结果较为满意。     

季鏻盐型三相相转移催化剂的制备及其化学结构与相转移催化活性的关系

 使用两种 ω-氯代酰氯 (氯乙酰氯与氯丁酰氯) 对交联聚苯乙烯微球 (CPS) 进行 Friedel-Crafts 酰基化反应,使用 1,4-二氯甲氧基丁烷对 CPS 微球进行氯甲基化反应, 分别将可交换的氯引入 CPS 微球表面, 制备了化学改性的 CPS 微球. 然后使用三苯基膦对改性微球进行季鏻化反应, 制备了间隔臂 (spacer arm) 长度不同的三种季鏻 (QP) 盐型三相相转移催化剂 QP-CPS. 考察了主要反应条件对制备过程的影响, 并以氯化苄与乙酸钠合成乙酸苄酯的反应体系作为三相相转移催化的模型体系, 初步考察了 QP-CPS 的相转移催化活性,探索了催化剂结构与相转移催化活性的关系. 结果表明, 季鏻盐的化学稳定性较差,在制备过程中需控制反应时间与温度, 且宜选用极性较高的溶剂. 季鏻盐型三相相转移催化剂 QP-CPS 对乙酸苄酯的合成具有较高的催化活性, 在液-固-液之间可有效地实现反应物种乙酸根的转移. 与季铵盐 (QN) 型三相相转移催化剂 QN-CPS 相比, 季鏻盐型三相相转移催化剂 QP-CPS 具有更高的相转移催化活性. 间隔臂越长, QP-CPS 的相转移催化活性越高, QP-CPS 的亲水和亲油性能对相转移催化活性也有很大的影响.     

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。     

二苯并-18-冠-6在交联聚乙烯醇微球表面的固载化

通过氯甲基化反应,将冠醚二苯并-18-冠-6(DBC)转变为氯甲基化的冠醚(CMDBC),使交联聚乙烯醇(CPVA)微球表面的羟基与CMDBC之间发生亲核取代反应,从而实现冠醚的固栽化,制得了固载有冠醚的功能微球DBC-CPVA.在建立了冠醚DBC固载量测定方法(溴百里香酚蓝-固相萃取法)的基础上,重点研究了主要因素对DBC固栽化过程的影响规律.结果表明:反应温度与溶剂性质对DBC在CPVA微球上的固载化反应有较大的影响,在70℃极性较强的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,可制得冠醚DBC固载量为1.72 mmol/g的DBC-CPVA功能微球.     

季铵化聚乙烯亚胺的制备

以环氧丙烷为叔胺化试剂,氯化苄为季铵化试剂通过聚乙烯亚胺(PEI)的叔胺化与季铵化反应制备了季铵化的聚乙烯亚胺(QPEI),其结构经IR表征。考察了反应条件对合成QPEI的影响。研究结果表明,使用环氧丙烷,可绿色化地实现PEI链中的伯胺基和仲胺基的叔胺化得到叔胺化的聚乙烯亚胺(TPEI);以氯化苄为季铵化试剂,于50℃反应30 h可使TPEI链中90%以上的叔胺基实现季铵化,从而使PEI链中的总N原子数实现50%以上的季铵化。     

冬凌草甲素卟啉壳聚糖微球的制备及体外光动力抗肿瘤活性研究

基于光-化联合抗肿瘤的目的,通过共价偶联将5-对(6-溴已氨基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(BHP)引入壳聚糖侧基制备复合物,卟啉枝接率平均达30.80%;采用乳化交联法制备了冬凌草甲素卟啉壳聚糖微球,经高效液相色谱(HPLC)测得微球载药量为12.41%,包封率为8.72%,48 h体外释放量达81.74%;采用噻唑蓝(MTT)法考察合成的系列化合物对人乳腺癌细胞MCF-7的光毒性.实验结果表明:浓度为25,50和100μmol/m L的冬凌草甲素光敏微球光照30min后对MCF-7细胞的光动力杀伤率的平均值分别达(31.55±1.70)%,(71.03±0.76)%和(82.74±0.38)%,光动力杀伤效果显著.     

在交联聚合物微球GMA/MMA表面接枝固载聚乙二醇的研究

以乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用悬浮聚合方法,制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的交联微球GMA/MMA.使用Lewis酸催化剂,通过环氧键的开环反应,将聚乙二醇(PEG)偶合接枝在交联微球GMA/MMA表面,实现了PEG的固载化,制得了三相相转移催化剂PEG-GMA/MMA.重点考察了各种因素对PEG接枝固载过程的影响,并研究了反应机理.实验结果表明,以交联微球GMA/MMA为载体,可以顺利地实现PEG的固载化,这是制备PEG三相相转移催化剂的简捷途径.实验发现,Lewis酸也能催化环氧键的开环反应,而且比质子酸的催化更加有效.溶剂的极性对偶合接枝反应的影响较大,采用极性大的溶剂有利于PEG的接枝固载.偶合接枝体系中,过高的催化剂用量会导致PEG双端羟基参与接枝反应,使载体表面大分子之间发生附加交联,不利于PEG的接枝固载.在适宜的反应条件下,接枝微球PEG-GMA/MMA表面的PEG接枝度可达0.20 g/g.     

新型含季铵基腈纶纤维的制备

以商品级腈纶为基体,二甲氨基丙胺(Ⅰ)为胺化剂,经胺化反应制得含叔胺基的腈纶纤维(1)。以溴辛烷(Ⅱ)为季铵化试剂对1进行季铵化改性,制得新型的含季铵基的腈纶纤维(2),其结构经IR和EDS表征。较佳的胺化反应条件为:以乙二醇为溶剂,Ⅰ的体积分数为30%,于118℃反应3 h。较佳的季铵化反应条件为:以乙醇为溶剂,Ⅱ.的体积分数为10%,于70℃反应6 h。     

苯乙烯-甲基丙烯酸羟基乙酯共聚物微球固载金属卟啉催化剂的制备及其催化性能

 将酰氯化的羧基金属卟啉 (MP) 与表面含羟基的苯乙烯-甲基丙烯酸羟基乙酯共聚物微球 (P(St-co-HEMA)) 进行酯化反应, 制备了共聚物微球固载的金属卟啉催化剂 (P(St-co-HEMA)MP). 采用扫描电镜、紫外-可见光谱、红外光谱和热重等手段对微球进行了表征, 并考察了它在“金属卟啉?抗坏血酸?分子氧”体系中催化环己烷羟化反应性能. 结果表明, 共聚物微球固载的金属卟啉比非固载的金属卟啉具有更高的催化活性, 催化剂重复使用 4 次, 仍保持较高催化活性. 各共聚物微球固载的金属卟啉催化活性顺序为 P(St-co-HEMA)FeP > P(St-co-HEMA)MnP > P(St-co-HEMA)CoP.     

聚合物微球固载的N-羟基邻苯二甲酰亚胺在分子氧氧化甲苯过程中的催化性能

以交联聚苯乙烯(CPS)微球为基质,经过几步大分子反应在微球表面合成与固载了N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI),形成固载有NHPI的聚合物微球CPS-NHPI。本文主要将CPS-NHPI与过渡金属盐组成共催化体系,用于分子氧氧化甲苯的反应,考察了该非均相催化剂的催化特性与催化氧化机理。结果表明,几种过渡金属盐中,Co(OAc)2的助催化效果最好;微球CPS-NHPI与Co(OAc)2所构成的共催化体系,在温和条件(80℃和常压氧气)下可有效地将甲苯深度氧化为苯甲酸,显现出高的催化活性(甲苯转化率达到57%)与优良的选择性(苯甲酸的选择性达到84%)。催化氧化反应遵循自由基链式反应机理。主催化剂CPS-NHPI固载的NHPI与助催化剂Co(OAc)2适宜的摩尔比为14∶1,主催化剂所含NHPI为底物的12(mol)%时,催化剂用量较为合适。固体催化剂CPS-NHPI具有良好的再循环使用性能。