二胺衍生物的合成及其膠凝性能的研究.pdf

1、　　小分子有機(jī)凝膠劑(LMOGs)由于具有獨(dú)特的超分子結(jié)構(gòu)及在傳感器、光電化學(xué)方面的潛在應(yīng)用價(jià)值而受到了化學(xué)家及生物化學(xué)家的廣泛關(guān)注。本論文合成了一系列功能化的小分子量有機(jī)凝膠劑,詳細(xì)研究了其在各種有機(jī)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(jìn)一步提出凝膠形成的初步機(jī)理,獲得了一些創(chuàng)新性的成果,主要結(jié)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(lèi)化合物對(duì)一些有機(jī)溶劑具有膠凝性能。相同濃

2、度下,凝膠-溶膠轉(zhuǎn)換溫度(Tgel)隨脂肪烷基鏈的增長(zhǎng)而升高；不同濃度下,Tgel隨濃度的增大而升高,并最終達(dá)到一個(gè)“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(fù)雜的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。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?xì)滏準(zhǔn)遣扇∪词綐?gòu)象排列的。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)氫鍵作用是凝膠形成過(guò)程中不可缺少的因素。根據(jù)XRD研究,所有

3、凝膠鑄膜的XRD衍射曲線均出現(xiàn)三級(jí)以上等間距的衍射峰,表明鑄膜中分子具有周期性的結(jié)構(gòu)。凝膠鑄膜的等同周期值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相應(yīng)的分子伸展長(zhǎng)度計(jì)算值,但小于相應(yīng)的分子伸展長(zhǎng)度計(jì)算值的兩倍,表明在有機(jī)凝膠的聚集體中,分子采用重復(fù)的雙分子層堆積方式。通過(guò)凝膠的等同周期(Dn)與脂肪尾鏈長(zhǎng)度(n,碳原子個(gè)數(shù))線性關(guān)系式可以計(jì)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(jié)論,我們給出了凝膠劑分子在有機(jī)凝膠中的排列方式和形成的初步機(jī)理

4、,即有機(jī)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(fù)的頭對(duì)頭堆積的雙分子層結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。在雙分子層結(jié)構(gòu)單元中,分子在層內(nèi)與層間形成了網(wǎng)狀的氫鍵,雙分子結(jié)構(gòu)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(lèi)化合物對(duì)一些有機(jī)溶劑具有膠凝性能。相同濃度下,凝膠-溶膠轉(zhuǎn)換溫度(Tgel)隨脂肪烷基鏈的增長(zhǎng)而升高,達(dá)到一個(gè)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(dá)到一個(gè)“飽和值”。 SEM、FT-IR、XRD的研究結(jié)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(jié)果類(lèi)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(jié)構(gòu)單元中尾鏈的傾斜角分別平均為48°,48°,41°。
　　(3)根據(jù)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(gè)系列的兩親分子及膠凝性能的關(guān)系討論可以得知：兩親分子的膠