1-甲基环丙烯/葫芦脲[6]包结物的制备方法研究

摘要

乙烯是一种重要的植物生长调节物质，能诱导与植物组织衰老和果实后熟等相关的一系列不可逆的生理生化反应，被称为“催熟激素”。1-甲基环丙烯能抑制乙烯功效的发挥，且由于它无毒，使用时用量低和作用时间长等特点，因此在果蔬保鲜方面有着广泛的发展前景。但因其沸点较低，常温下为气态，在贮存、运输和使用时极不方便。为了使其易于存储、运输和使用，并且保持活性组分，常使用分子包封剂将1-MCP气体制备成包结物而使用，从而大大扩展1-MCP及其衍生物的应用范围。目前，1-甲基环丙烯的制剂主要以α-环糊精吸附为主。尽管1-MCP/α-CD包结物的研究较多，实际应用也方便，但由于生产成本较高而大大限制了其发展。
　　葫芦脲（CB）是一种筒状大环分子，具有和环糊精类似的疏水性的内部空腔，空腔体积随着单元数的改变而不同，且CB[6]的空腔直径与α-环糊精相似。葫芦脲的来源广泛，成本较低，适于工业化生产。
　　(1)本文以CB[6]作为原料，通过饱和水溶液法制备了1-MCP/CB[6]包结物，利用红外光谱、紫外可见、荧光、热分析、XRD等对包结物进行了表征。通过比较CB[6]和1-MCP/CB[6]包结物在谱图上的差异，证实了包结物的生成。
　　(2)探讨了包结反应的条件。1-MCP/CB[6]包结物的制备条件：1-MCP气体的初始浓度为75mL/L，CB[6]的浓度为30mM，包结温度为15℃，搅拌时间为8h。此条件下制备的包结物中1-MCP的质量分数为4.5％。
　　(3)比较了不同方法制备的包结物中1-MCP的质量分数，并通过FT-IR，GC和TG对两种方法制备的包结物进行对比及优化；
　　(4)研究了CB[6]吸附1-MCP气体的动力学行为。通过对两种动力学模型进行拟合，发现与伪一级动力学模型相比，伪二级动力学模型更适合描述CB[6]对1-MCP的吸附过程。用伪二级动力学模型拟合所得到的平衡吸附量与实验所测得的吸附量较吻合。根据Arrhenius公式计算此吸附反应的活化能为48.49kJ/mol。
　　(5)探讨了包结物中1-MCP气体的释放条件及方法，利用气相色谱法考察了所制备的包结物在不同pH值的介质中的释放情况。在中性介质中，包结物中1-MCP气体浓度经2 h后达到最大值；在酸性介质中，包结物中1-MCP气体浓度经90min后达到最大值；在碱性介质中，包结物中1-MCP气体浓度经10min后达到最大值。
　　(6)初步研究了包结物的稳定性能，通过气相色谱法检测贮存不同时间包结物中1-MCP气体的浓度来判断包结物的稳定性。研究结果表明，经过3个月后，包结物中1-MCP气体的浓度仍未发生变化，证明包结物的稳定性良好。

目录

声明

缩略语表

第一章 绪论

1.1 葫芦脲的结构及其合成

1.2 葫芦[n]脲的主客体作用

1.3 1-甲基环丙烯及其包结物

1.4 本课题的研究意义和思路

第二章 1-甲基环丙烯/葫芦脲[6]包结物的制备

2.1 试剂与仪器

2.2 甘脲的合成

2.3 葫芦脲[6]的合成

2.4 1-甲基环丙烯（1-MCP）的合成

2.5 1-甲基环丙烯/CB[6]包结物的制备方法

2.6 产品表征

2.7 实验结果与讨论

2.8 小结

第三章 CB[6]与1-MCP包结反应的动力学研究

3.1 药品与仪器

3.2 实验方法

3.3 结果分析与讨论

3.4 小结

第四章 包结物在不同介质中释放的GC研究

4.1 实验药品及仪器

4.2 实验方法

4.3 结果与讨论

4.4 小结

参考文献

致谢

附录