苯乙烯二聚体的合成及变温红外光谱研究

摘要

红外光谱的特征吸收峰对分子链的结构参数变化敏感,可以用来研究高分子体系的玻璃化转变行为。聚苯乙烯大分子具有复杂的构型和构象,增加了红外光谱图解释的困难,因此借助小分子模型进行辅助研究。
　　本课题主要探索了聚苯乙烯(PS)的简化模型即苯乙烯二聚体的制备方法,即通过伍兹偶联反应(Wurtz Coupling Reaction)和熊田偶联反应(Kumada Coupling Reaction)合成苯乙烯的二聚体,通过减压蒸馏和柱色谱进行分离提纯,以质谱仪(MS)和核磁谱仪(NMR)对产物进行表征,用气相色谱仪(GC)研究产率。
　　通过伍兹偶联反应合成具有对称结构的1,4-二苯基丁烷。采用Mn/CuCl2和Zn/CuCl2/KOH/苯这两种不同的催化体系,改变反应时间以及反应温度,以气相色谱的检测表征产率,对比实验可行性和催化效果。实验结果表明,以Mn/CuCl2为催化体系,以β-溴苯乙烷为原料,反应温度25oC,持续16小时的反应产率高,成本低,可以作为合成结构对称的PS模型小分子的优选反应条件。通过对比PS和1,4-二苯基丁烷的红外光谱,验证了模型小分子辅助研究的可行性。通过对1,4-二苯基丁烷变温红外的检测发现,结晶熔融后,1384cm-1与1377cm-1处的谱峰发生融合,1873cm-1、728cm-1处的谱峰强度变弱。
　　通过熊田偶联反应,以1,3-二溴丁烷和格氏试剂苯基溴化镁作为底物合成具有不对称结构的1,3-二苯基丁烷。采用Fe(acac)3/TMEDA/HMTA和FeCl3/TMEDA两种不同的催化体系,以气相色谱的检测研究产率,对比实验可行性和催化效果。结果表明,以Fe(acac)3/TMEDA/HMTA为催化体系时产率较高,成本较低,实验后处理简单,为合成结构不对称的PS模型小分子的优选催化体系。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2红外光谱对分子结构的研究

1.3 对称偶联

1.4 交叉偶联

1.5 论文的提出

第二章 1,4-二苯基丁烷的制备及红外光谱研究

2.1 引言

2.2 实验原理及仪器

2.3 1,4-二苯基丁烷的制备

2.4 反应产物的确定

2.6 1,4-二苯基丁烷合成产物的表征

2.6 1,4-二苯基丁烷的红外光谱研究

2.7 1,4-二苯基丁烷的红外光谱的分析

2.8 本章小结

第三章 1,3-二苯基丁烷的制备及研究

3.1 引言

3.2 实验原理及仪器

3.3 1,3-二苯基丁烷的制备

3.4 反应产物的确定

3.6 本章小结

全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢