超临界CO2染色染料分子结构及合成优化设计
发布时间：2022-02-09 03:26
在染整行业中,染色环节是染料对织物上染颜色的过程,因此染料的性质决定了产品的质量。色谱和溶解度是染料的两个重要指标,它们都受分子量影响。通常染料色谱越深,分子量越大;但分子量越大,溶解度却越小。因此,色谱和溶解度二者是相互矛盾的。尤其对于超临界CO2染色,染料的溶解度是当前染料设计研究面临的技术难题,色谱深的染料溶解性能较差,因此解决色谱和溶解度的矛盾问题对提高染料设计效率和染料质量具有重要意义。为了解决以上存在的问题,本课题一方面优化设计染料的分子结构,得到目标染料,另一方面根据目标染料的分子结构,优化设计染料的合成路线,研究内容如下:1、通过分析分子轨道、电子跃迁来研究含羰基功能团的链状多苯环染料的分子结构。以薛定谔方程为理论基础建立染料分子结构与颜色的微观模型,并建立不含功能团的链状多苯环染料分子最大吸收波长与苯环个数模型,进一步引入羰基功能团,分别建立染料分子最大吸收波长与羰基个数和羰基位置的模型,并通过Gaussian等仿真软件验证了模型的准确性。2、染料的色谱和溶解度都与分子结构有关,为了同时满足色谱和溶解度的要求,建立以染料色谱深度为约束,溶解度最大即相对分子质量最小为目...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
织物染色过程
华侨大学硕士学位论文2染料分子结构优化设计，并在此基础上提出了染料合成路线优化设计。与直接化学实验合成染料相比，提高了染料的设计效率、降低了染料的合成成本、提高了染料的生产质量，为今后染料分子的设计与合成提供有效的方法。1.1.2染料分子结构设计及意义染料分子结构包括母体和功能团，因此染料分子结构的优化设计即对染料母体和功能团的设计，包括它们的种类、数量和位置。染料的色谱和溶解度都与分子结构密切相关，针对染料本身具有颜色这一性质并结合有色分子的发色机理，可知染料分子中必须包含π电子[1]。由于共轭双键系统中存在π-π共轭作用，形成了离域的π分子轨道，电子跃迁所需要的能量小，其吸收光的波长就长，能达到可见光范围，因此染料分子中都具有共轭双键系统。常见的共轭双键系统是苯环和烯烃，由于可见光的光谱波长范围是380nm~800nm，若使分子具有颜色共轭链将会很长，从而导致染料的分子量较大，所以染料分子中均含有功能团，例如羰基、偶氮基等。功能团的引入增强了分子中的电子流动性，使电子更容易发生跃迁，从而使分子对光的吸收波长向长波方向移动，染料因此具有了颜色。以下为商业中常用的几种染料分子结构，图1.2表示偶氮染料，图1.3表示蒽醌染料。图1.2偶氮染料分子结构图1.3蒽醌染料分子结构为了增加染料的上染性，染料分子结构中常常会引入取代基比如羟基（—OH）、氨基（2—NH）等基团，图1.4为商业中常用的甲苯胺红染料，其分子结构如下。
华侨大学硕士学位论文2染料分子结构优化设计，并在此基础上提出了染料合成路线优化设计。与直接化学实验合成染料相比，提高了染料的设计效率、降低了染料的合成成本、提高了染料的生产质量，为今后染料分子的设计与合成提供有效的方法。1.1.2染料分子结构设计及意义染料分子结构包括母体和功能团，因此染料分子结构的优化设计即对染料母体和功能团的设计，包括它们的种类、数量和位置。染料的色谱和溶解度都与分子结构密切相关，针对染料本身具有颜色这一性质并结合有色分子的发色机理，可知染料分子中必须包含π电子[1]。由于共轭双键系统中存在π-π共轭作用，形成了离域的π分子轨道，电子跃迁所需要的能量小，其吸收光的波长就长，能达到可见光范围，因此染料分子中都具有共轭双键系统。常见的共轭双键系统是苯环和烯烃，由于可见光的光谱波长范围是380nm~800nm，若使分子具有颜色共轭链将会很长，从而导致染料的分子量较大，所以染料分子中均含有功能团，例如羰基、偶氮基等。功能团的引入增强了分子中的电子流动性，使电子更容易发生跃迁，从而使分子对光的吸收波长向长波方向移动，染料因此具有了颜色。以下为商业中常用的几种染料分子结构，图1.2表示偶氮染料，图1.3表示蒽醌染料。图1.2偶氮染料分子结构图1.3蒽醌染料分子结构为了增加染料的上染性，染料分子结构中常常会引入取代基比如羟基（—OH）、氨基（2—NH）等基团，图1.4为商业中常用的甲苯胺红染料，其分子结构如下。
【参考文献】：
期刊论文
[1]贝叶斯网络在中医药理论研究的现状及与超分子化学联合应用前景[J]. 樊启猛,贺玉婷,李海英,贺鹏,贺福元. 湖南中医药大学学报. 2019(11)
[2]C.I.活性红227“复合染料”的合成研究[J]. 周沈勇,叶荣军,李小兴,侯志彪,苏金奇,肖卫国. 染料与染色. 2019(04)
[3]基于贝叶斯网络的技术进步预测与路径优化选择[J]. 王必好,张郁. 科学学研究. 2019(08)
[4]分散橙30和分散深蓝HGL在超临界CO2中溶解度研究[J]. 高世会. 纺织导报. 2019(07)
[5]1,4-二氨基-2,3-邻苯二甲酰亚胺蒽醌染料的合成与应用[J]. 张天庆,杜健军,陈鹏,彭孝军. 精细化工. 2019(09)
[6]9-（4-叔丁基苯氧基）-并四苯[5,6-bc]吡喃-2,8-二酮的合成及其紫外光谱研究[J]. 马新镇,黄安军,蒋蕻,李玉龙,孙宏顺. 广东化工. 2018(03)
[7]9-（4-甲基苯氧基）-并四苯[5,6-bc]吡喃-2,8-二酮的合成及其紫外光谱研究[J]. 陈杨锋,陈玉良,孙宏顺,李玉龙,蒋蕻. 广东化工. 2017(23)
[8]硝基苯还原反应的机理探讨[J]. 崔文辉. 化学教育. 2016(24)
[9]三甲川花菁染料合成工艺优化研究[J]. 李海波,郭建莹. 天津科技. 2015(07)
[10]蒽醌型分散染料的最大吸收波长预测[J]. 孙建春,朱亚伟. 染料与染色. 2015(01)
博士论文
[1]基于启发式搜索的最优规划算法研究[D]. 张雷.南京大学 2014
硕士论文
[1]基于Petri网和启发式搜索的柔性制造系统调度问题的研究[D]. 焦刘飞.西安电子科技大学 2019
[2]染整质量大数据分析关键技术研究[D]. 王珏.华侨大学 2019
[3]并四苯与苯萘并噻咯衍生物的合成与性能研究[D]. 张昕.天津大学 2018
[4]氰基取代并四苯衍生物的合成及光物理性质的研究[D]. 孙婷婷.山东大学 2016
[5]氨基菁染料的结构与性能研究[D]. 张玉康.大连理工大学 2014
[6]基于天然染料为母体的染料开发与应用[D]. 戚益.东华大学 2012
[7]萘硝化还原制备二氨基萘工艺过程的研究[D]. 刘丽娜.湘潭大学 2010
[8]非线性优化问题的精确罚函数算法研究[D]. 魏大松.重庆大学 2007
本文编号：3616286
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
织物染色过程
华侨大学硕士学位论文2染料分子结构优化设计，并在此基础上提出了染料合成路线优化设计。与直接化学实验合成染料相比，提高了染料的设计效率、降低了染料的合成成本、提高了染料的生产质量，为今后染料分子的设计与合成提供有效的方法。1.1.2染料分子结构设计及意义染料分子结构包括母体和功能团，因此染料分子结构的优化设计即对染料母体和功能团的设计，包括它们的种类、数量和位置。染料的色谱和溶解度都与分子结构密切相关，针对染料本身具有颜色这一性质并结合有色分子的发色机理，可知染料分子中必须包含π电子[1]。由于共轭双键系统中存在π-π共轭作用，形成了离域的π分子轨道，电子跃迁所需要的能量小，其吸收光的波长就长，能达到可见光范围，因此染料分子中都具有共轭双键系统。常见的共轭双键系统是苯环和烯烃，由于可见光的光谱波长范围是380nm~800nm，若使分子具有颜色共轭链将会很长，从而导致染料的分子量较大，所以染料分子中均含有功能团，例如羰基、偶氮基等。功能团的引入增强了分子中的电子流动性，使电子更容易发生跃迁，从而使分子对光的吸收波长向长波方向移动，染料因此具有了颜色。以下为商业中常用的几种染料分子结构，图1.2表示偶氮染料，图1.3表示蒽醌染料。图1.2偶氮染料分子结构图1.3蒽醌染料分子结构为了增加染料的上染性，染料分子结构中常常会引入取代基比如羟基（—OH）、氨基（2—NH）等基团，图1.4为商业中常用的甲苯胺红染料，其分子结构如下。
华侨大学硕士学位论文2染料分子结构优化设计，并在此基础上提出了染料合成路线优化设计。与直接化学实验合成染料相比，提高了染料的设计效率、降低了染料的合成成本、提高了染料的生产质量，为今后染料分子的设计与合成提供有效的方法。1.1.2染料分子结构设计及意义染料分子结构包括母体和功能团，因此染料分子结构的优化设计即对染料母体和功能团的设计，包括它们的种类、数量和位置。染料的色谱和溶解度都与分子结构密切相关，针对染料本身具有颜色这一性质并结合有色分子的发色机理，可知染料分子中必须包含π电子[1]。由于共轭双键系统中存在π-π共轭作用，形成了离域的π分子轨道，电子跃迁所需要的能量小，其吸收光的波长就长，能达到可见光范围，因此染料分子中都具有共轭双键系统。常见的共轭双键系统是苯环和烯烃，由于可见光的光谱波长范围是380nm~800nm，若使分子具有颜色共轭链将会很长，从而导致染料的分子量较大，所以染料分子中均含有功能团，例如羰基、偶氮基等。功能团的引入增强了分子中的电子流动性，使电子更容易发生跃迁，从而使分子对光的吸收波长向长波方向移动，染料因此具有了颜色。以下为商业中常用的几种染料分子结构，图1.2表示偶氮染料，图1.3表示蒽醌染料。图1.2偶氮染料分子结构图1.3蒽醌染料分子结构为了增加染料的上染性，染料分子结构中常常会引入取代基比如羟基（—OH）、氨基（2—NH）等基团，图1.4为商业中常用的甲苯胺红染料，其分子结构如下。
【参考文献】：
期刊论文
[1]贝叶斯网络在中医药理论研究的现状及与超分子化学联合应用前景[J]. 樊启猛,贺玉婷,李海英,贺鹏,贺福元. 湖南中医药大学学报. 2019(11)
[2]C.I.活性红227“复合染料”的合成研究[J]. 周沈勇,叶荣军,李小兴,侯志彪,苏金奇,肖卫国. 染料与染色. 2019(04)
[3]基于贝叶斯网络的技术进步预测与路径优化选择[J]. 王必好,张郁. 科学学研究. 2019(08)
[4]分散橙30和分散深蓝HGL在超临界CO2中溶解度研究[J]. 高世会. 纺织导报. 2019(07)
[5]1,4-二氨基-2,3-邻苯二甲酰亚胺蒽醌染料的合成与应用[J]. 张天庆,杜健军,陈鹏,彭孝军. 精细化工. 2019(09)
[6]9-（4-叔丁基苯氧基）-并四苯[5,6-bc]吡喃-2,8-二酮的合成及其紫外光谱研究[J]. 马新镇,黄安军,蒋蕻,李玉龙,孙宏顺. 广东化工. 2018(03)
[7]9-（4-甲基苯氧基）-并四苯[5,6-bc]吡喃-2,8-二酮的合成及其紫外光谱研究[J]. 陈杨锋,陈玉良,孙宏顺,李玉龙,蒋蕻. 广东化工. 2017(23)
[8]硝基苯还原反应的机理探讨[J]. 崔文辉. 化学教育. 2016(24)
[9]三甲川花菁染料合成工艺优化研究[J]. 李海波,郭建莹. 天津科技. 2015(07)
[10]蒽醌型分散染料的最大吸收波长预测[J]. 孙建春,朱亚伟. 染料与染色. 2015(01)
博士论文
[1]基于启发式搜索的最优规划算法研究[D]. 张雷.南京大学 2014
硕士论文
[1]基于Petri网和启发式搜索的柔性制造系统调度问题的研究[D]. 焦刘飞.西安电子科技大学 2019
[2]染整质量大数据分析关键技术研究[D]. 王珏.华侨大学 2019
[3]并四苯与苯萘并噻咯衍生物的合成与性能研究[D]. 张昕.天津大学 2018
[4]氰基取代并四苯衍生物的合成及光物理性质的研究[D]. 孙婷婷.山东大学 2016
[5]氨基菁染料的结构与性能研究[D]. 张玉康.大连理工大学 2014
[6]基于天然染料为母体的染料开发与应用[D]. 戚益.东华大学 2012
[7]萘硝化还原制备二氨基萘工艺过程的研究[D]. 刘丽娜.湘潭大学 2010
[8]非线性优化问题的精确罚函数算法研究[D]. 魏大松.重庆大学 2007
本文编号：3616286
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