含雜環(huán)消光類精細(xì)化學(xué)品的分子設(shè)計(jì)與應(yīng)用性能.pdf

1、二十一世紀(jì)以來，精細(xì)化工已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，精細(xì)化學(xué)品品種數(shù)量已超過30000種，但卻仍然存在著精細(xì)化工率低、精加工產(chǎn)品少、環(huán)境污染嚴(yán)重等諸多問題?！笆濉逼陂g，我國(guó)精細(xì)化工新產(chǎn)品研發(fā)的重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)化調(diào)整和分子化學(xué)等高新技術(shù)應(yīng)用方面，其中關(guān)于消光類精細(xì)化學(xué)品的研究也日趨豐富。雜環(huán)類化合物是一類重要的精細(xì)化工中間體，因?yàn)槠洫?dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，顯示出有別于傳統(tǒng)苯系和萘系精細(xì)化工中間體的特性，逐漸應(yīng)用于紫外線吸收劑、染

2、料等消光類精細(xì)化學(xué)品的合成中。為了改善消光類精細(xì)化學(xué)品消光性能差、上染率低造成的環(huán)境污染等問題，本文嘗試將雜環(huán)結(jié)構(gòu)引入紫外線吸收劑和分散染料分子結(jié)構(gòu)中，結(jié)合分子化學(xué)和計(jì)算化學(xué)等知識(shí)體系設(shè)計(jì)合成出多種雜環(huán)型紫外線吸收劑和分散染料，同時(shí)也對(duì)其應(yīng)用性能進(jìn)行對(duì)比。本研究為快速高效地開發(fā)消光類精細(xì)化學(xué)品提供完整的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和設(shè)計(jì)思路，也為找尋適用于疏水性纖維染色的染料結(jié)構(gòu)篩選及性能預(yù)測(cè)奠定理論基礎(chǔ)。
　　首先，本文在密度泛函理論(DFT)和含

3、時(shí)密度泛函理論(TD-DFT)指導(dǎo)下模擬在苯并三唑類衍生物中引入吡啶酮和吡唑啉酮雜環(huán)基團(tuán)，成功設(shè)計(jì)并合成了兩種具有優(yōu)越消光性能的雜環(huán)型苯并三唑類紫外線吸收劑BT-1和BT-2，通過紫外吸收光譜的測(cè)定發(fā)現(xiàn)理論模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有很好的相符性。對(duì)比商品苯并三唑紫外線吸收劑Tinuvin326發(fā)現(xiàn)，BT-1、BT-2在溶液中表現(xiàn)出更好的紫外吸收性能。分別將BT-1、BT-2染著在滌綸織物上，發(fā)現(xiàn)織物的紫外防護(hù)能力與紫外線吸收劑對(duì)織物的上染率有關(guān)

4、。
　　然后，本文在溶解度參數(shù)理論和分子建模理論指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)合成了系列具有吡唑啉酮雜環(huán)結(jié)構(gòu)的酰胺類分散染料，通過紫外光譜性能發(fā)現(xiàn)，雜環(huán)分散染料的摩爾消光系數(shù)高于偶氮及蒽醌分散染料。將雜環(huán)分散染料與C.I.分散黃16分別上染聚乳酸纖維，發(fā)現(xiàn)染料結(jié)構(gòu)中取代基的類型對(duì)其在聚乳酸纖維上的染色性能影響很大，叔胺型染料上染率和染色牢度均優(yōu)于伯胺和仲胺型染料。通過染色動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，叔胺結(jié)構(gòu)的酰胺類分散染料在聚乳酸纖維上有更好的擴(kuò)散性能