二胺衍生物的合成及其膠凝性能的研究.pdf

1、　　小分子有機凝膠劑(LMOGs)由于具有獨特的超分子結構及在傳感器、光電化學方面的潛在應用價值而受到了化學家及生物化學家的廣泛關注。本論文合成了一系列功能化的小分子量有機凝膠劑,詳細研究了其在各種有機溶劑中的膠凝行為、自組裝形貌、分子在自組裝體中的排列方式,并進一步提出凝膠形成的初步機理,獲得了一些創(chuàng)新性的成果,主要結論如下：
　　(1)合成了一系列不同單鏈烷基鏈取代的乙二胺衍生物,這類化合物對一些有機溶劑具有膠凝性能。相同濃

2、度下,凝膠-溶膠轉換溫度(Tgel)隨脂肪烷基鏈的增長而升高；不同濃度下,Tgel隨濃度的增大而升高,并最終達到一個“飽和值”。 SEM照片顯示不同烷基鏈取代的乙二胺衍生物聚集成寬度約為 2-5μm 纖維狀聚集體,并不斷延伸并相互交叉、纏繞形成復雜的三維網絡結構。FT-IR譜圖表明凝膠與固體分子中的氫鍵具有相似性,且凝膠劑分子中的碳氫鏈是采取全反式構象排列的。通過對比實驗還發(fā)現(xiàn)氫鍵作用是凝膠形成過程中不可缺少的因素。根據XRD研究,所有

3、凝膠鑄膜的XRD衍射曲線均出現(xiàn)三級以上等間距的衍射峰,表明鑄膜中分子具有周期性的結構。凝膠鑄膜的等同周期值均遠遠大于相應的分子伸展長度計算值,但小于相應的分子伸展長度計算值的兩倍,表明在有機凝膠的聚集體中,分子采用重復的雙分子層堆積方式。通過凝膠的等同周期(Dn)與脂肪尾鏈長度(n,碳原子個數(shù))線性關系式可以計算出雙分子層有序堆積中尾鏈與膜法線傾斜角度平均為25°。綜合以上結論,我們給出了凝膠劑分子在有機凝膠中的排列方式和形成的初步機理

4、,即有機凝膠中,分子自組裝成纖維狀的聚集體,纖維狀聚集體有重復的頭對頭堆積的雙分子層結構單元構成。在雙分子層結構單元中,分子在層內與層間形成了網狀的氫鍵,雙分子結構單元中尾鏈的傾斜角平均為25°。
　　(2)合成了一系列不同單鏈烷基鏈取代的丁二胺衍生物、己二胺衍生物、辛二胺衍生物,這三類化合物對一些有機溶劑具有膠凝性能。相同濃度下,凝膠-溶膠轉換溫度(Tgel)隨脂肪烷基鏈的增長而升高,達到一個極值后下降；不同濃度下,Tgel隨

5、濃度的增大而升高,并最終達到一個“飽和值”。 SEM、FT-IR、XRD的研究結果與不同單鏈烷基鏈取代的乙二胺衍生物的SEM、FT-IR、XRD的研究結果類似。XRD的研究中,丁二胺衍生物、已二胺衍生物、辛二胺衍生物雙分子結構單元中尾鏈的傾斜角分別平均為48°,48°,41°。
　　(3)根據以上不同單鏈烷基鏈取代的乙二胺衍生物、丁二胺衍生物、己二胺衍生物、辛二胺衍生物四個系列的兩親分子及膠凝性能的關系討論可以得知：兩親分子的膠