2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸的合成及构效关系的量化研究

摘要

该文以亚磷酸二甲酯,顺丁烯二酸二甲酯,丙烯酸甲酯为原料,甲醇钠为催化剂,合成了2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸并对中间物及产物进行了IR、<'13>C,<'31>P核磁,MS表征.通过正交试验及单因素试验对反应中影响产物性能的主要因素即反应时间、反应温度、催化剂用量进行了研究,得到了合成2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸的最佳合成工艺,并对反应机理做了初步的探讨.缓蚀阻垢剂的分子结构对其性能有决定性影响,研究两者之间的关系有重大的意义.该文应用量子化学方法首次较系统地计算研究了有机膦酸类缓蚀阻垢剂PBTCA及其同分异构体的结构.在Gaussian98程序包中,采用密度泛函理论(DFT),选取Onsager模型模拟溶剂水环境,在B3LYP/6-31G<'*>水平上得到了分子最高被占轨道能量E<,HOMO>、最低空轨道能量E<,LUMO>、△E=E<,LUMO>-E<,HOMO>、电荷分布以及偶极矩等量化参数,通过这些参数构建各阻垢缓蚀剂性能与其分子结构关系的模型.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1缓蚀阻垢剂的分类简介及阻垢机理

1.1.1天然高分子缓蚀阻垢剂

1.1.2含磷缓蚀阻垢剂

1.2阻垢机理

1.3国内外缓蚀、阻垢剂的研究现状及发展趋势

1.3.1国内外的研究现状

1.3.2缓蚀阻垢剂的发展趋势

1.4本文研究内容目的与意义

参考文献

第二章PBTCA的合成工艺条件

2.1PBTCA的基本特点

2.2PBTCA的合成工艺

2.2.1实验仪器及药品

2.3膦酸丁二酸四甲酯实验合成方法

2.3.1初步实验合成方法

2.3.2正交实验结果分析及产物鉴定

2.3.3单因素实验分析

2.3.4产物鉴定

2.4 2-膦酸二甲酯丁烷-1,2,4-三羧酸三甲酯的合成

2.4.1反应机理探讨

2.4.2正交实验结果分析及产物鉴定

2.4.3单因素实验分析

2.4.4产物鉴定

2.5 2-膦酸二甲酯丁烷-1,2,4-三羧酸三甲酯的水解

2.5.1活性组分测定

2.5.2产物鉴定

2.6结论

参考文献

第三章PBTCA及其同分异构体阻垢缓蚀性能的密度泛函理论(DFT)研究

3.1阻垢作用机理

3.2缓蚀作用机理

3.3量子化学计算方法简介

3.3.1从头算(ab initio)方法

3.3.2密度泛函理论(DFT)方法

3.3.3半经验(semi-empirical)方法

3.4有机瞵酸类缓蚀阻垢剂作用机理的研究

3.5计算方法的选用

3.6结果和讨论

3.6.1几何构型

3.6.2电子结构

3.6.3阻垢性能分析

3.6.4缓蚀性能分析

3.7结论

参考文献

致谢