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环氧化合物及其在胶原改性中的应用1但年华1，3，但卫华1 **，曾睿2，米贞建3， 林海1，陈驰1，曲健健1，叶易春1，关林波11． 皮革化学与工程教育部重点实验室（四川大学），成都，610065；2．四川大学轻纺与食品学院，成都，610065； 3.成都佰乐金生物科技有限公司，成都，610065；联系人：但卫华，教授，博导，Tel*************,E-mail:***************摘 要：本文讨论了环氧化合物的化学性质与合成方法，阐述了它与胶原的氨基、羧基、羟基以及其它基团的相互作用机理与反应影响因素，归纳了环氧化合物的种类与结构对胶 原的改性效果的影响，特别强调了环氧化合物在医用生物材料方面的应用特点和应用性 能。
关键词：环氧化合物；胶原；改性；应用1.引言胶原是组成结缔结织的主要结构蛋白，在哺乳动物中约占总蛋白质的 1/3，广泛存在于 动物皮肤、骨、软骨、肌腱、韧带和血管壁等之中。
胶原具有低的免疫原性、低刺激性、低 细胞毒性、良好的生物相容性、良好的促进细胞生长的性能以及生物可降解性等诸多优点， 在生物医学领域应用日益广泛。
然而，未经改性的胶原在体内降解过快，难以与目标组织的 生长相匹配。
通过物理、化学方法对胶原进行改性，有利于降低抗原性，增加物理机械性能， 降低生物降解性，从而有效提高其使用性能[1-2]。
环氧化合物（Epoxy Compound ，EC ）是常 用的化学改性剂之一[3]，能与胶原中的氨基、羧基等发生单点、双点或多点结合，从而改善 胶原的性能。
迄今为止，EC 已用于心脏瓣膜、心包、血管、韧带、肌腱、真皮等的改性 [4-7]。
2．环氧基（epoxy group ）与环氧化合物[8]环氧基是由两个碳原子和一个氧原子组成的三元环，处于同一平面上，有共振性。
由于 氧的电负性比碳大，静电极化使氧原子周围电子云密度增加，从而形成电子云密度较高的氧 原子和电子云密度较低的碳原子两个可反应的活性中心，因此，容易受到亲核试剂和亲电试 剂的进攻。
环氧树脂种类及性能一、定义1、环氧树脂（ Epoxy Resin ）是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芬芳族等有机化合物为骨架并能经过环氧基团反响形成实用的热固化产物的高分子低聚体(Oligomer ）。
当聚合度 n 为零时，称之为环氧化合物，简称环氧化物（ Epoxide ）。
这些低相对分子质量树脂虽不完整知足严格的定义但因拥有环氧树脂的基本属性在称号时也不加差别地统称为环氧树脂。
典型的环氧树脂构造以下式。
2、环氧基是环氧树脂的特征基团，它的含量多少是这种树脂最为重要的指标。
描绘环氧基含量有以下几种不一样的表示法：⑴环氧当量：是指含有 1 mol环氧树脂的质量，低相对分子质量（分子量）环氧树脂的环氧当量为 175～200 , 跟着分子量的增大环氧基间的链段越长，所以高分子量环氧树脂的环氧当量就相应的高。
⑵环氧值：每 100g 树脂中所含有环氧基的物质的量（摩尔）。
这种表示方法有益于固化剂用量的计量和用量的表示。
因为固化剂用量的含义是每 100g 环氧树脂中固化剂的加入量（p art perhundred of resin 缩写成 phr ）。
我国采纳环氧值这一物理量。
环氧当量 =100/ 环氧值3、粘度的定义粘度：液体在流动时，在其分子间产生的内摩擦的性质，称为液体的黏性，黏性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质有关的阻力因子。
粘度单位有两种：1、厘泊 (cps) 2、毫帕秒（m· pas）1厘泊（ cps ） = 1 毫帕秒（ m· pas）二、种类及性能1、双酚 A 型环氧树脂：双酚A（即二酚基丙烷）型环氧树脂即二酚基丙烷缩水甘油醚。
在环氧树脂中它的原资料易得、成本最低，因此产量最大（在我国约占环氧树脂总产量的 90％，在世界约占环氧树脂总产量的75％～ 80％），用途最广，被称为通用型环氧树脂。
由双酚 A 型环氧树脂的分子结构决定了它的性能拥有以下特色：⑴ 是热塑性树脂，但拥有热固性，能与多种固化剂，催化剂及增添剂形成多种性能优秀的固化物，几乎能知足各样使用需求。
环氧化合物的环开反应机理与催化剂设计环氧化合物是一类重要的有机化合物，具有广泛的应用领域。
环开反应是环氧化合物的一种重要转化方式，可以将环氧化合物转化为醇、醚、胺等有机化合物，具有重要的合成意义。
本文将探讨环氧化合物的环开反应机理与催化剂设计。
环开反应是指环氧化合物中的环氧环被打开，形成新的化学键。
这种反应可以通过酸、碱、金属离子等催化剂的作用来实现。
在环开反应中，环氧化合物的环被打开后，产生的中间体可以进一步与其他化合物发生反应，形成新的化学键。
环开反应的机理主要包括两个步骤：环氧环的断裂和中间体的重排。
在环氧环的断裂步骤中，催化剂可以通过提供酸性或碱性环境来促进环氧环的断裂。
酸催化的环开反应中，催化剂提供质子，使环氧环中的氧原子带正电荷，从而使环氧环的C-O键断裂。
碱催化的环开反应中，催化剂提供氢氧根离子，使环氧环中的氧原子带负电荷，从而使环氧环的C-O键断裂。
在环氧环的断裂后，产生的中间体可以通过重排反应进一步转化为醇、醚、胺等有机化合物。
催化剂的设计对环开反应的效率和选择性起着重要作用。
催化剂的选择应考虑反应条件、底物特性和所需产物。
常用的酸催化剂包括硫酸、磷酸等，而碱催化剂则包括氢氧化钠、氢氧化钾等。
此外，金属离子也可以作为催化剂参与环开反应。
金属离子可以通过与环氧环中的氧原子形成配位键，从而促进环氧环的断裂。
催化剂的设计还可以通过改变其结构和活性位点来提高环开反应的效率和选择性。
例如，引入酸性或碱性基团可以增强催化剂的酸碱性质，从而提高环开反应的速率和选择性。
此外，调控催化剂的孔道结构和表面性质也可以改善反应效果。
例如，调节催化剂的孔径大小可以控制底物的吸附和扩散，从而提高反应效率。
此外，改变催化剂的表面活性位点也可以调控反应的选择性。
总之，环开反应是一种重要的有机合成反应，可以将环氧化合物转化为醇、醚、胺等有机化合物。
环开反应的机理包括环氧环的断裂和中间体的重排。
催化剂的选择和设计对环开反应的效率和选择性起着重要作用。
环氧树脂的一般概念—类型、合成、命名、活性、各种反应环氧树脂的类型环氧树脂的种类很多，并且不断有新品种出现。
环氧树脂的分类方法也很多。
通常按其化学结构和环氧基的结合方式大体上分为五大业。
这种分类方法有利于了解和掌握环氧树脂在固化过程中的行为和固化物的性能。
(1)缩水甘油醚类，(2)缩水甘油酯类，(3)缩水甘油胺类，(4)脂肪族环氧化合物，(5)脂环族环氧化合物。
此外，还有混合型环氧树脂，即分子结构中同时具有两种不同类型环氧基的化合物。
例如：TDE—85环氧树，AFG-90环氧树脂。
也可以按官能团(环氧基)的数量分为双官能团环氧树脂和多官能团环氧树脂。
对反应性树脂而言，官能团数的影响是非常重要的。
还可以按室温下树脂的状态分为液态环氧树脂和固态环氧树脂。
这在实际使用时很重要。
液态树脂可用作浇注料、无溶剂胶粘剂和涂料等。
固态树脂可用于粉末涂料和固态成型材料等。
这里所说的固态环氧树脂不是己达到，b阶段的环氧树脂固化体系，也不是达到C阶段的环氧树脂固化物(已固化的树脂)，而是相对分子质量较大的单纯的环氧树脂，是一种热塑性的固态低聚物。
环氧树脂的合成方法环氧树脂的合成主要有两类方法：（1）多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活泼氢原子的化合物与环氧氯丙烷等含环氧基的化合物经缩聚而得。
（2）链状或环状双烯类化合物的双键与过氧酸经环氧化而成。
注：树脂化学组分用两位阿拉伯数字表示，如“1”类树脂写作“01”，“10”类树脂写作“10”。
对由两类不同化学组分组成的树脂混合物，可用符号“00”表示。
注：①如果使用多种添加剂或规定有多种特征标示，应标出最主要的一种。
②全面评定材料的燃烧性，至少需要测定燃烧性、引火性、放出热量、释放的有毒气体和烟密度等性能。
(3)命名举例。
例1-某种环氧树脂(EP)，化学组分为脂肪族缩水甘油醚(03)，教度为l-5Pa·s(3)，环氧当量为291-525g/mol(6)，不含改性剂(1)，密度为1.15-1.19 g/cm3(3)，未规定添加剂(0)和特征(o)，其名称为EP0336l-300。
环氧基反应环氧基反应是一种常见的有机反应，在有机合成中具有广泛的应用。
本文将介绍环氧基反应的基本原理、反应机理、应用领域以及一些典型的环氧基反应。
环氧基反应是指环氧化合物（环氧环）与其他化合物发生反应，使环氧环打开，并形成新的化学键。
环氧化合物是一类具有环氧环结构的有机化合物，通常由醇或醚类化合物经过环氧化反应得到。
环氧基反应包括环氧环的开环反应和环氧环的环化反应两种类型。
环氧基反应的机理较为复杂，但可以总结为以下几个步骤：1、环氧环的开环：环氧环中的氧原子受到亲核试剂的攻击，打开环氧环形成一个负离子中间体；2、中间体的重排：负离子中间体发生重排，重新排列化学键，形成新的化合物；3、中间体的消除：负离子中间体失去一个质子或其他离子，形成最终的产物。
环氧基反应在有机合成中具有广泛的应用。
首先，环氧基反应可以用于合成具有特殊结构和功能的化合物。
通过选择不同的亲核试剂和溶剂，可以合成不同的产物。
例如，环氧基反应可以用于合成含有羟基或胺基的化合物，这些化合物在药物研发和生物医学领域具有重要的应用价值。
环氧基反应也可以用于合成具有环结构的化合物。
环结构化合物在天然产物合成和材料科学中具有重要的地位。
通过环氧基反应，可以将直链化合物转化为环状化合物，从而获得具有特殊性质的产物。
例如，环氧基反应可以用于合成环状聚合物，这些聚合物在材料科学中具有广泛的应用。
环氧基反应还可以用于合成含有官能团的化合物。
官能团是化学物质中具有特定化学性质和反应性的基团。
通过环氧基反应，可以将环氧环转化为其他官能团，从而扩展化合物的化学性质和反应性。
例如，环氧基反应可以用于合成含有羰基、羧基或烯基的化合物，这些化合物在有机合成和材料科学中具有重要的应用。
除了上述应用之外，环氧基反应还有其他一些重要的应用领域。
例如，环氧基反应可以用于合成聚合物，从而获得具有特殊性质的高分子材料。
环氧基反应还可以用于药物研发、农药合成和染料合成等领域。
第八章醚（ethers）和环氧化和物（epoxides）醚是两个烃基通过氧原子连接起来的化合物，环氧化合物多指含有三元环的醚及其衍生物。
最简单的环氧化合物—环氧乙烷为高效灭菌剂，临床上用做医疗器械消毒。
第一节醚一、醚的结构和命名醚结构中氧原子为sp3杂化，键角为1100。
醚结构中与氧原子相连的两个烃基相同的称为单醚，两个烃基不同的称为混醚。
两个烃基中有一个或两个是芳香烃基的为芳香醚（aromatic ether）。
氧原子与碳原子结合成环状化合物，通常称为环醚（cyclic ether）。
对于单醚的命名是在烃基名称后面加“醚”字，混醚命名时，两个烃基的名称都要写出来，较小的烃基其名称放于较大烃基名称前面，芳香烃基放在脂肪烃基前面。
单醚:混醚:对于结构复杂的醚：2-甲氧基戊烷HO-CH2CH2-OC2H52-乙氧基乙醇二、醚的物理性质常温下，甲醚和甲乙醚是气体，其它多数醚在室温下为无色液体，有特殊气味。
低级醚易挥发，所形成的蒸气易燃，使用时注意安全。
液体醚的沸点较同分子量的醇低，与相应的烷烃接近。
三、醚的化学性质醚是一类很不活泼的化合物（环氧乙烷除外）。
它对氧化剂、还原剂和强碱、稀酸或活泼金属都极稳定。
但是在强酸条件下，醚可发生特有的反应。
1、醚的质子化：佯盐的生成醚键上的氧原子有未共电子对，能接受强酸中的质子（H+），以配位键的形式结合生成佯盐。
佯盐不稳定，遇水分解，恢复为原来的醚。
利用醚能溶于冷的强酸，而烷烃或卤代烃与冷的强酸不反应，可区别醚与烷烃或卤代烃。
2、醚键的断裂在加热条件下，醚与氢碘酸反应使醚键断裂。
醚键的断裂有两种方式，通常是含碳原子数较少的烷基形成碘代物。
若是芳香烃基烷基醚与氢碘酸作用，总是烷氧基断裂，生成酚和碘代烷。
伯、仲烷基醚(SN2)烷基苯基醚3、过氧化物的生成醚在空气中久置，α-H易被氧化，生成醚的过氧化物。
过氧化物不稳定，受热易分解而发生爆炸。
蒸馏醚时不可蒸干，以防止爆炸。
环氧化合物有机反应
环氧化合物是一类含有环氧基 (-O-) 的有机化合物，它们在有
机化学中具有重要的应用和反应。
环氧化合物的有机反应涉及到环
氧化合物的开环反应、加成反应、亲核取代反应等多种反应类型。
首先，环氧化合物可以发生环氧开环反应。
这种反应通常由酸
或碱的作用下发生。
在酸性条件下，环氧化合物可以被水或醇等亲
核试剂攻击，打开环氧环，生成相应的醇或醚化合物。
而在碱性条
件下，环氧化合物也可以发生类似的开环反应，生成相应的醇或醚。
其次，环氧化合物还可以参与加成反应。
例如，环氧化合物可
以和亲电试剂如卤代烃或酚发生环氧环的开启，生成相应的烷基卤
化物或醇类化合物。
这种反应在合成中有着重要的应用，可以用来
合成各种有机化合物。
此外，环氧化合物还可以发生亲核取代反应。
在碱性条件下，
环氧化合物的环氧基可以被亲核试剂如氨或醇等攻击，发生取代反应，生成相应的醇或醚化合物。
除了上述反应类型，环氧化合物还可以参与许多其他有机反应，
如环氧化、环氧开环后的重排反应等。
这些反应使得环氧化合物在
有机合成中具有广泛的应用价值，能够用来构建复杂的有机分子结构。
总的来说，环氧化合物在有机化学中具有多种重要的反应类型，包括开环反应、加成反应、亲核取代反应等，这些反应为有机合成
提供了丰富的手段和方法。
因此，对环氧化合物的反应特性和反应
机理的研究具有重要的理论和应用意义。
随着现代有机合成化学的发展，杂环化合物在有机合成中的作用越来越重要，尤其是环氧化合物。
环氧化合物是指含三元环的醚及其衍生物，其化学性质很活泼，它们是合成药物的重要中间体之一，在医学、药学等领域起着十分重要的作用。
环氧化合物之所以有这么广泛的用途，是因为分子内存在较大张力，在酸或碱的催化下，容易与亲核试剂进行开环反应形成各种不同的产物。
关于环氧化合物在有机合成中的重要性，化学家们一直在进行着不懈的探索和研究。
首先，根据不同的反应类型综述了环氧化合物不同的合成方法，如：分子内Williamson反应法、Darzens反应法、烯烃的过氧化物氧化法等。
我们用羰基化合物与锍盐反应方法，合成了不同类型的环氧化合物。
然后，对环氧化合物在有机合成中的应用进行了综述。
β-过氧醇类化合物是一种多官能团化合物，具有非常活泼的过氧羟基和羟基基团，它们可以和许多缺电子基团发生亲核反应。
这些过氧醇类化合物不仅广泛存在于天然产物中，而且在医学和药物学等领域有很大的用途，尤其是利用β-过氧醇合成的1，2，4-三氧杂环己烷，可以作为一种抗疟药物。
据报道，环状过氧化合物经过光解或热解能够产生双氧自由基，具有杀菌的作用。
因此，这些过氧醇类化合物的应用越来越受到重视。
通过实验我们成功发现一种温和高效的合成β-过氧醇类化合物的方法，这种方法具有利用廉价易得的催化剂、高产率、反应时间短等优点，并采用IR、1H NMR和元素分析对合成的化合物进行了结构表征。
吲哚和吡咯及其衍生物不仅是重要的杂环化合物，而且还是重要的精细化工原料，广泛用于医药、农药、香料、食品饲料添加剂、染料等领域，关于其应用研究一直持久不衰，新的应用领域仍在不断被开发出来。
尤其是3-烷基吲哚类衍生物具有显著的生物学和药理学活性。
通过实验我们发现SbCl3/蒙脱土K-10能催化含氮杂环化合物的傅克氏烷基化反应，而且该催化剂能回收利用。
该方法不仅产率高，操作简便，反应时间短，区域选择性好，而且反应在无溶剂条件下进行，消除了有毒溶剂的排放，符合绿色化学的要求。
环氧树脂的化学结构式环氧树脂是一种具有特殊化学结构的高分子化合物，其化学结构式为[-O-CH2-CH2-O-]n。
它由环氧基团和醚键构成，具有很强的化学稳定性和机械强度，因此在工业和科学研究中广泛应用。
环氧树脂的化学结构式中的环氧基团是指含有一个环状的三元氧原子环，通常用O表示。
环氧基团是非常活泼的，容易与其他物质发生反应。
当环氧基团与含有活泼氢原子的化合物反应时，环氧树脂会发生开环反应，形成氢氧基团。
而当环氧基团与含有活泼氮原子的化合物反应时，会形成氧代氮杂环丙烷结构。
环氧树脂的化学结构式中的醚键是指两个相邻的氧原子之间的键。
醚键是一种非常稳定的键，具有很高的能量。
因此，环氧树脂具有很好的耐热性和耐化学腐蚀性。
同时，醚键也使得环氧树脂具有优异的电绝缘性能和机械强度，适用于制造各种工业产品和高分子材料。
环氧树脂的化学结构式中的n表示该结构单元的重复次数，也就是所谓的聚合度。
聚合度越高，环氧树脂的分子量越大，性能越优异。
通过控制聚合度，可以调节环氧树脂的粘度、硬度和强度等物理化学性质，满足不同应用领域的需求。
环氧树脂是一种重要的工程塑料，具有很多优良性能。
首先，环氧树脂具有优异的粘接性能，可以与金属、陶瓷、玻璃等各种材料牢固粘接。
其次，环氧树脂具有良好的耐热性和耐化学腐蚀性，可在高温、酸碱等恶劣环境下长期使用。
此外，环氧树脂还具有良好的电绝缘性能和机械强度，广泛应用于电子、航空航天、汽车、建筑等领域。
在工业生产中，环氧树脂常用于制备复合材料、涂料、胶黏剂等。
例如，将环氧树脂与玻璃纤维等增强材料混合制备复合材料，可获得高强度、轻质的结构材料。
将环氧树脂与固化剂混合后涂覆在金属表面，可形成一层保护膜，提高金属的耐腐蚀性和耐磨性。
此外，环氧树脂还可以用于制备电子封装材料、航空航天结构件等。
环氧树脂是一种具有特殊化学结构的高分子化合物，其化学结构式为[-O-CH2-CH2-O-]n。
它以其优异的粘接性能、耐热性、耐化学腐蚀性、电绝缘性能和机械强度，在工业和科学研究领域得到广泛应用。
