黄原酸酯
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淀粉衍生絮凝剂的研究进展近年来,合成有机高分子絮凝剂由于具有相对分子质量大、分子链官能团多的结构特点,在市场占绝对优势。
但随着石油产品价格不断上涨,其使用成本也相应增加,并且合成类有机高分子絮凝剂由于残留单体的毒性,也限制了其在水处理方面的应用。
20 世纪70 年代以来,美、英、日和印度等国结合本国天然高分子资源,开展了化学改性有机高分子絮凝剂的研制工作。
经改性后的天然高分子絮凝剂与合成有机高分子絮凝剂相比,具有选择性大、无毒、价廉等显著特点。
在众多天然改性高分子絮凝剂中,淀粉改性絮凝剂的研究、开发尤为引人注目。
因为淀粉来源广,价格低廉,并且产物完全可被生物降解,因此,进入20 世纪80 年代以来,改性淀粉絮凝剂的研制开发呈现出明显的增长势头,美、日、英等国家在废水处理中已开始使用淀粉衍生物絮凝剂,近几年,我国研究淀粉衍生物作为水处理絮凝剂也已取得了较大的进展。
1、淀粉衍生物絮凝剂研究现状淀粉分子带有很多羟基,通过这些羟基的醚化、氧化、酯化、交联、接枝共聚等化学改性,其活性基团大大增加,聚合物呈枝化结构,分散了絮凝基团,因而对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉与促沉作用。
改性淀粉絮凝剂性质比较稳定,能够进行生物降解,不会对环境造成二次污染,从而减轻污水后续处理的压力。
淀粉衍生物絮凝剂主要有以下4 种。
1.1 阳离子型淀粉衍生物絮凝剂阳离子型淀粉衍生物絮凝剂可以与水中微粒起电荷中和及吸附架桥作用,从而使体系中的微粒脱稳、絮凝而有助于沉降和过滤脱水。
它对无机物质悬浮液或有机物质悬浮液都有很好的净化作用,使用的pH 范围宽,用量少,成本低。
阳离子淀粉是在碱性介质中,由胺类化合物与淀粉的羟基直接发生亲核取代反应而得到的。
D.Sableviciene 等以N- ( 2, 3 - 环氧丙基) 三甲基氯化铵(CHPTAC) 为醚化剂,合成高取代度马铃薯阳离子淀粉,用其处理以高岭土配制成的50 g/L 的高浊度水,实验结果表明,在相同投加量条件下,取代度为0.27 ~0.32 的阳离子淀粉絮凝剂的絮凝效果最佳。
【有机】脱水反应您知多少?在有机合成和药物合成中,从羟基化合物(包括伯醇、仲醇、叔醇)脱水形成烯烃的转化是一类非常重要的转化,脱水反应可以在酸或者Lewis酸性条件下发生,也可以将羟基衍生化成易离去基(如磺酸酯或卤素)再在碱性条件下消除,还可以在脱水剂的条件下脱水形成烯烃,其中最常见的反应是黄原酸酯消除和Grieco-Sharpless消除反应,最为常用的是两个脱水剂就是Martin Sulfurane 和Burgess脱水剂。
脱水反应的挑战在于在复杂体系中,存在区域选择性的问题,或者当体系中存在多个羟基的时候,存在化学选择性的问题。
如图1所示,羟基化合物4在三氟化硼-乙醚作Lewis酸的条件下,在DCM中-78 o C反应2 min,会得到动力学上favor的化合物5,如果延长时间,会得到6和7,如果升高温度,则会发生1,2-甲基迁移,得到四取代双键化合物8。
图1. 化合物4的脱水反应(图片来源:Nat. Prod. Rep.)黄原酸酯消除黄原酸酯消除也叫Chugaeve(楚加耶夫)消除反应,是基础有机化学中的经典人名反应。
如图2所示,羟基化合物在碱性条件下和二硫化碳以及碘甲烷反应形成黄原酸酯,然后加热条件下发生分子内消除,经历六元环过渡态,顺式消除,得到烯烃,放出硫氧化碳和硫醇,该反应的优点是不发生碳架的异构和双键的迁移。
图 2. 黄原酸酯消除反应及其机理(图片来源:Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis.)H.Hagiwara教授课题组在天然产物Solanapyrone E的首例不对称全合成中,就用到了黄原酸酯消除,由于黄原酸酯消除是顺式消除,所以该体系中可以良好的控制区域选择性,以两步89%的产率得到目标脱水产物。
图 3. 黄原酸酯消除反应应用举例(图片来源:Org. Lett.)Martin试剂Martin试剂,也叫Martin sulfurane, 双[a,a-双(三氟甲基)苯乙醇]-二苯基硫,结构如图4所示,也可以在温和条件下脱水,但对水敏感,最好保存在手套箱中。
黄原酸酯调控的氯乙烯的可逆-加成断裂链转移聚合沈坚苗;黄志辉;包永忠【摘要】以三种不同结构的黄原酸酯为调控剂,进行氯乙烯(VC)溶液和细乳液可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,发现O-乙基黄原酸丙酸乙酯对VC聚合的调控效果良好,氯乙烯RAFT细乳液聚合速率明显大于溶液聚合,VC聚合12 h转化率大于90%,但聚氯乙烯(PVC)的分子量分布宽于溶液聚合产物.核磁共振和紫外可见吸收光谱分析证明合成的PVC具有黄原酸酯基端基结构,结构缺陷少.含黄原酸酯基PVC可进一步调控VC及醋酸乙烯酯聚合,进行扩链或得到嵌段共聚物.结合聚合动力学,说明黄原酸酯调控的氯乙烯聚合具有活性特征.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2018(069)011【总页数】8页(P4848-4855)【关键词】聚合物;合成;动力学;氯乙烯;可逆加成-断裂链转移聚合;黄原酸酯【作者】沈坚苗;黄志辉;包永忠【作者单位】化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州 310027;化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州 310027;化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TQ325.3引言采用传统自由基聚合合成的聚氯乙烯(PVC)存在分子量可控性较差、含有烯丙基氯等化学缺陷结构等不足[1-4]。
采用活性/可控自由基聚合(CLRP)可得到分子量可控、分子量分布较窄、化学缺陷结构含量降低的PVC,并可进一步制备氯乙烯(VC)与其他单体的嵌段共聚物。
但VC属于低活性单体,自由基向单体链转移常数大,且PVC和VC不互溶,使得实现VC的CLRP的难度较大。
Grishin等[5-6]使用N-叔丁基-α-苯基硝酸酮单分子引发剂,在50℃进行VC的氮氧调控聚合(NMP),PVC分子量虽然随转化率增大而有所增加,但是严重偏离线性关系。