含有大体积π-共轭取代基的苯乙炔聚合物的制备及其共聚物膜的手性拆分性能测试

发布时间：2017-10-11 20:22

  本文关键词：含有大体积π-共轭取代基的苯乙炔聚合物的制备及其共聚物膜的手性拆分性能测试

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【摘要】：本文首次设计并成功合成了三种含有大体积π-共轭平面取代基的苯乙炔单体1,2和3,这种取代基通过席夫碱结构与苯乙炔相连接。单体的化学结构通过核磁共振和红外光谱仪进行确定。以铑络合物二[氯化(二环[2,2,1]庚-2,5-二烯)铑]为催化剂,手性胺苯乙胺为共催化剂的手性催化条件下,对这三种单体在不同手性催化体系中的螺旋选择性聚合条件进行了探讨。最终确定了单体浓度为0.1mol/L,[单体]/[[Rh(nbd)Cl]2]=100,[(R)-PEA]/[单体]=2.50的条件下聚合物产率最高,并通过凝胶渗透色谱测定了聚合物的分子量和分子量分布,其最大分子量可达4.5×106,通过圆二色谱仪确定了聚合物螺旋结构。此外,这种聚合物的螺旋结构能够维持很好的稳定性是由于其分子内部的空间位阻,而不是其分子内的氢键结构,即使在极性较大的溶剂中和加热的条件下,这种聚合物的螺旋主链也依然很稳定。在上述最佳聚合条件下,将单体1,2和3与3,5-二羟基,4-三甲基硅跟乙炔(SPA)在不同比例下进行共聚,最终确定单体与SPA投料比为80%:20%的条件下共聚物的成膜性和CD吸收峰最佳。由此说明,利用非手性单体SPA与单体1,2,3在手性催化条件下共聚所得的共聚物既保留了聚合物的单手性螺旋结构又增强了共聚物的成膜性。通过核磁共振和圆二色谱确定了共聚物的组成和螺旋结构,共聚物1/SPA中单体1和SPA的组成73%:27%,g值为0.27×10-5;共聚物2/SPA中单体2和SPA的组成63%:37%,g值为0.05×10-5;共聚物3/SPA中单体3和SPA的组成71%:29%,g值为0.12×10-5。通过溶剂挥发法得到三种共聚物膜,利用共聚物的单手性结构对重量比为0.8%的DL-苯丙氨酸水溶液进行手性拆分实验。结果表明,共聚物1/SPA的拆分效果最佳,D,L-苯丙氨酸透过量PD=428×10-16m2/s,渗透系数α=1.40;共聚物2/SPA的透过量PD=0.86×10-16m2/s,渗透系数α=1.28;共聚物3的透过量PD=0.17×10-16m2/s,渗透系数α=1.45。
【关键词】：螺旋聚苯乙炔 共聚 手性拆分膜
【学位授予单位】：齐齐哈尔大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ317;TQ051.893
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 引言8
• 1.2 手性拆分的概述8-9
• 1.3 手性拆分膜的分类9-10
• 1.3.1 按膜的形态分类9
• 1.3.2 按膜成份分类9-10
• 1.4 选择性扩散固膜的分类10-11
• 1.4.1 改性型手性拆分固膜10-11
• 1.4.2 间接型手性拆分固膜11
• 1.4.3 直接型手性拆分固膜11
• 1.5 螺旋聚合物11-15
• 1.5.1 螺旋聚合物的发展过程12-13
• 1.5.2 聚乙炔类螺旋聚合物13-15
• 1.5.3 苯乙炔类聚合物15
• 1.6 本文的设计思路及创新点15-17
• 2 实验部分17-25
• 2.1 实验药品及试剂17
• 2.2 仪器设备17-19
• 2.3 单体的合成及表征19-21
• 2.4 单体的聚合及表征21-22
• 2.5 单体与SPA的共聚及表征22-23
• 2.6 共聚物膜的制备23
• 2.7 共聚物手性拆分性能测试23-25
• 2.7.1 实验装置23-24
• 2.7.2 实验原理24
• 2.7.3 计算方法24-25
• 3 结果与讨论25-40
• 3.1 均聚物结构稳定性的研究25-34
• 3.1.1 单体结构对螺旋结构的影响25-26
• 3.1.2 单体螺旋选择性聚合手性诱导的高效性26-28
• 3.1.3 聚合物螺旋结构稳定性的测试28-30
• 3.1.4 单体1手性诱导效应高的原因分析30-34
• 3.2 共聚条件的研究34-37
• 3.2.1 共聚比例的讨论34-37
• 3.3 共聚物膜的手性拆分实验37-40
• 结论40-41
• 参考文献41-45
• 附录45-54
• 攻读硕士学位期间学术成果情况54-55
• 致谢55

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本文编号：1014552