含硅芳香二酚的合成研究

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)含硅芳香二酚的合成研究research on synthesis of aromatic diphenol containing silicon學(xué)生姓名學(xué)院名稱化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)名稱應(yīng)用化學(xué)指導(dǎo)教師工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)摘要工業(yè)化的聚芳醚，由于主鏈的剛性較強(qiáng)和聚合物本身結(jié)晶性等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一般熔融加工溫度需要達(dá)到300以上，容易因局部過(guò)熱產(chǎn)生降解；另外，這類材料在有機(jī)溶劑中的溶解性很差，常溫下只能溶于濃硫酸。某種程度上這些不足之處限制了聚芳醚材料的合成、加工和應(yīng)用。因此，從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)研究制備高耐溫等級(jí)、高模量，而且優(yōu)良的溶解性（滿足溶液成膜的要求）、良好的熔融加工性能的聚合

2、物材料成為歐美日韓等國(guó)支持和發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域，在我國(guó)亦被列為國(guó)家自然科學(xué)基金的重點(diǎn)支持方向之一。引入柔性硅結(jié)構(gòu)到聚芳醚中，該結(jié)構(gòu)是由硅原子將芳環(huán)結(jié)構(gòu)連接起來(lái)，這顯然要比碳原子連接苯環(huán)更有優(yōu)勢(shì)。雖然cc 與 csi鍵能接近，但是csi鍵具有部分離子鍵的特性，且si原子比c原子具有較少的電負(fù)性與相鄰苯環(huán)會(huì)產(chǎn)生-共軛效應(yīng)，熱穩(wěn)定性會(huì)有一定優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，csi鍵的鍵長(zhǎng)更長(zhǎng)，聚合物分子柔順性更好，從而可以改善熔融加工和溶解性能。合成含硅芳醚聚合物的前提要制備含有硅烷結(jié)構(gòu)的芳香單體，本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)合成含硅芳香二酚單體。關(guān)鍵詞；聚芳醚；硅；二酚單體abstractindustrial cluster

3、ing aryl ethers, because the main chain rigid and crystalline polymer itself and other structure characteristics, general melting processing temperature to 300 to above, easy for local over produce degradation; in addition, this kind of material in the solubility of organic solvent is poor, under no

4、rmal temperature can dissolve in strong sulfuric acid. to some extent, these deficiencies limits the aryl ethers gather materials on synthesis, processing and application. therefore, from molecular structure design of high heat resistance level, the preparation high modulus, and good solubility (mee

5、t the requirements of the solution film), good melting processing properties of the polymer materials in europe and the united states, japan and south korea and other countries support and the development of key areas, in our country also is listed as the national natural science funds key support o

6、ne of directions. introducing the flexible silicon structure to gather aryl ethers, the structure is by the silicon atom will fang ring structure connected, it must be bigger than carbon atoms of benzene connection has more advantages. although c-c and c-si key can close, but c-si key with partial o

7、f ionic properties, and si atom is less than c atomic electric negative and adjacent benzene can produce the same conjugate effect, heat stability will have certain advantages; at the same time, c-si key key long longer, polymer molecules and better sex, which can improve melting processing and diss

8、olve performance. synthesis including silicon aryl ethers polymer premise to preparation contains silane structure of the aromatic monomers, the graduation design is the main task of the design synthesis aroma containing silicon second phenol monomer.keywords gather aryl ether silion two phenol mono

9、mer 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)目 錄1緒論1.1含硅芳香二酚的合成研究來(lái)源意義1.1.1 芳香聚合物存在的問(wèn)題1.1.2 改善方式1.2 硅原子結(jié)構(gòu)對(duì)聚合物性質(zhì)的影響1.2.1硅原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.2.2 硅原子的引入對(duì)芳香聚合物的影響1.3 芳香二酚化合物的合成1.3.1 武茲反應(yīng)1.3.2 格利雅試劑法1.3.3 烷基鋰反應(yīng)1.4 論文目的及意義2.實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)藥品2.2 實(shí)驗(yàn)儀器2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2.3.1 對(duì)氯苯酚的保護(hù)2.3.2 武茲反應(yīng)2.3.3 水解反應(yīng)3結(jié)果與討論3.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程注意事項(xiàng)3.2產(chǎn)品分析3.2.1結(jié)構(gòu)分析3.2.2產(chǎn)率分析4結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)1緒論1.1含硅

10、芳香二酚的合成研究來(lái)源意義1.1.1 芳香聚合物存在的問(wèn)題芳香聚合物由于具有優(yōu)異的耐高溫性及機(jī)械性能，一直是高分子研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)和前沿課題，聚芳醚類更是其中一類重要的聚合物材料。這類不僅存有大量的芳環(huán)鏈結(jié)構(gòu)，還存有一定量的酮基與醚鍵，這種特別的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予其具有良好的耐熱性、優(yōu)異的綜合力學(xué)性能及較好的耐溶劑性，廣泛應(yīng)用于航空航天及電子工業(yè)等領(lǐng)域。而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的聚芳醚，由于主鏈的剛性較強(qiáng)和聚合物本身結(jié)晶性等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一般熔融加工溫度需要達(dá)到300以上，容易因局部過(guò)熱產(chǎn)生降解；另外，這類材料在有機(jī)溶劑中的溶解性很差，常溫下只能溶于濃硫酸。某種程度上這些不足之處限制了聚芳醚材料的合成、加工和應(yīng)用

11、。因此，從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)研究制備高耐溫等級(jí)、高模量，而且優(yōu)良的溶解性（滿足溶液成膜的要求）、良好的熔融加工性能的聚合物材料成為歐美日韓等國(guó)支持和發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域，在我國(guó)亦被列為國(guó)家自然科學(xué)基金的重點(diǎn)支持方向之一。然而，聚芳醚材料的熱穩(wěn)定性及機(jī)械性能與溶解性及可加工性卻呈現(xiàn)反相的關(guān)系，如圖1所示。這一問(wèn)題在其他類型全芳環(huán)結(jié)構(gòu)聚合物中也普遍存在。全芳環(huán)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致主鏈剛性增加從而產(chǎn)生熱穩(wěn)定性增加的效果，然而過(guò)高的剛性主鏈對(duì)于溶解與熔融會(huì)產(chǎn)生阻礙作用。如在芳香主鏈引入脂肪族的鏈結(jié)，聚合物主鏈柔順性增加，可以提高材料的溶解性能與熱加工溫度，但熱分解溫度也會(huì)隨之降低，這種方法這無(wú)疑是犧牲一定的熱穩(wěn)定性作為代

12、價(jià)。1.1.2 改善方式在聚合物分子主鏈上引入大側(cè)基是聚芳醚結(jié)構(gòu)改性的一個(gè)重要研究方法和方向。其目的是利用大側(cè)基的空間位阻，局部破壞高分子鏈的規(guī)整性，在不影響分子主鏈的剛性的前提下降低大分子之間的作用力，這樣既保持了其耐高溫性質(zhì)，又改善熔融加工性能及溶解性能。具有代表性的聚合物為長(zhǎng)春應(yīng)化所王忠剛課題組研制的酚酞型聚芳醚（圖2）7。由于分子主鏈中引入了圈形酚酞結(jié)構(gòu)，使得聚合物的溶解性和加工性能大大改善，但由于環(huán)酯基的存在，其耐熱性有所降低。此外，在主鏈上引入萘環(huán)、雜萘等結(jié)構(gòu)也是一種很好的改性方法。具有代表性的聚合物為二氮雜萘型聚芳醚（圖2）。由于在主鏈上引入了具有扭曲非共平面的雜萘結(jié)構(gòu)，使得分子

13、間排列不緊密，使分子間作用力變小，從而改善了聚芳醚的溶解性、高溫性能，降低了結(jié)晶度，然而這種聚合物熔體粘度過(guò)高不利于熔融加工。圖2 酚酞型與二氮雜萘型聚醚酮結(jié)構(gòu)示意圖 本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研制既具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能與機(jī)械性能又有較好的溶解性與熔融加工成型性能的聚芳醚材料，拓展了聚芳醚材料的應(yīng)用領(lǐng)域。1.2 硅原子結(jié)構(gòu)對(duì)聚合物性質(zhì)的影響1.2.1硅原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在某種程度上引入一些柔性結(jié)構(gòu)到全芳環(huán)聚合物中，在犧牲部分耐熱性能的條件下改善熔融加工和溶解性能。如含硅芳香聚合物，該聚合物是主鏈含有硅烷單元的一類芳香聚合物，其結(jié)構(gòu)如圖3所示10。該結(jié)構(gòu)是由硅原子將芳環(huán)結(jié)構(gòu)連接起來(lái)，這顯然要比

14、碳原子連接苯環(huán)更有優(yōu)勢(shì)。雖然cc 與 csi鍵能接近，但是csi鍵具有部分離子鍵的特性，且si原子比c原子具有較少的電負(fù)性與相鄰苯環(huán)會(huì)產(chǎn)生-共軛效應(yīng)，熱穩(wěn)定性會(huì)有一定優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，csi鍵的鍵長(zhǎng)更長(zhǎng)，聚合物分子柔順性更好，溶解與熔融加工性能更好。同時(shí)csi的鍵能要比c-c鍵的鍵能大很多。圖3 主鏈含有硅烷單元的芳香聚合物結(jié)構(gòu)示意圖1.2.2 硅原子的引入對(duì)芳香聚合物的影響通過(guò)dsc以及tg研究發(fā)現(xiàn)，將硅烷結(jié)構(gòu)引入聚酰胺、聚芳酯、聚酰亞胺，聚噁二唑，聚苯并咪唑等芳香聚合物中會(huì)明顯增加聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與熱分解溫度區(qū)間范圍，因而這類材料具有更好的熱成型加工能力。將硅烷結(jié)構(gòu)引入聚合物主鏈也可以有效

15、的提高聚合物的溶解能力，一般含硅芳香聚合物易溶于極性非質(zhì)子性溶劑如dmf、dma、nmp、dmso，甚至可以溶解于更弱的極性溶劑氯仿與吡啶中，當(dāng)含有酚酞基團(tuán)或六氟異丙基基團(tuán)的聚合物甚至可以很好的溶解于thf中。配制的聚合物溶液可以澆筑在玻璃和硅片上形成透明、堅(jiān)韌的薄膜，可以用于氣體分離膜材料。由于含有硅元素，聚合物對(duì)基材具有較好的粘合作用，也可用于功能涂層領(lǐng)域。這類聚合物由于硅原子直接連接在芳環(huán)上，會(huì)產(chǎn)生-共軛，促進(jìn)主鏈結(jié)構(gòu)上的電子的流動(dòng)，因此在發(fā)光二級(jí)管和非線性光學(xué)材料光波導(dǎo)材料也具有廣泛的應(yīng)用前景。對(duì)于含硅芳醚聚合物國(guó)外研究報(bào)道較少，國(guó)內(nèi)主要為宋才生課題組，他們以二甲基二芐基硅烷與4,4-

16、二苯氧基苯和間苯二甲酰氯為單體，采用親電取代的路線合成了三元無(wú)規(guī)共聚物，由于引入主鏈?zhǔn)恰?ar-ch2-si(ch3)2-ch2-ar-”的結(jié)構(gòu)，柔順性更好，并具有較高的斷裂韌性，其溶解性也有較大的提高，但由于硅與苯環(huán)間隔了亞甲基，破壞了-共軛結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性有所降低。周其鳳研究組則采用44-二酰氯基苯基-二甲基硅烷與2,5-二苯氧基苯氰等醚類單體進(jìn)行低溫溶液親電取代反應(yīng)，將硅烷結(jié)構(gòu)引入到聚芳醚體系中。制備出的聚合物可溶解于極性有機(jī)溶劑并具有良好的熱穩(wěn)定性，無(wú)論在惰性氣氛還是在空氣條件下，350以下不分解，因此有望應(yīng)用于復(fù)合材料體系以及功能化材料體系中。1.3 芳香二酚化合物的合成含硅芳香結(jié)構(gòu)單

17、體通常由二氯硅烷與鹵代苯的衍生物通過(guò)脫鹵素偶聯(lián)的方法合成，文獻(xiàn)報(bào)道主要有三種實(shí)施手段：烷基鋰試劑法、格利雅試劑法和伍茲反應(yīng)（鈉金屬），反應(yīng)示意圖如下所示：其中r1/r2為乙烯基團(tuán)時(shí)制備的化合物與含烯丙基硅結(jié)構(gòu)雙酚化合物為光敏交聯(lián)單體，其他為惰性單體。通過(guò)ftir、nmr、飛行質(zhì)譜等手段對(duì)所合成的單體進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)的表征及確認(rèn)；確定最優(yōu)的合成路線，確定最佳反應(yīng)工藝條件和產(chǎn)物提純工藝條件。1.3.1 武茲反應(yīng)武茲反應(yīng)(wurtz reaction)，是以法國(guó)化學(xué)家charles-adolphe wurtz為名。這是一種與有機(jī)化學(xué)、有機(jī)金屬化學(xué)與最近的無(wú)機(jī)主族元素聚合物相關(guān)的偶聯(lián)反應(yīng)，即利用兩種鹵代烴

18、與鈉反應(yīng)產(chǎn)生新的 c-c 鍵，以合成更長(zhǎng)的碳鏈 2r-x + 2na r-r + 2na+x 另外其他的金屬被發(fā)現(xiàn)也能參與反應(yīng)，比如鐵、銀、鋅。由銦、銅催化或者是錳和氯化銅催化.與鹵代芳香烴合成相關(guān)的反應(yīng)則稱為武茲-費(fèi)提希反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理參與反應(yīng)的自由基為r。 鈉的一個(gè)電子轉(zhuǎn)移到鹵素，產(chǎn)生一個(gè)鹵化鈉和一個(gè)烷基。 r-x + na r + na+x 烷基從另一個(gè)鈉元子接受一個(gè)電子變成帶負(fù)電的烷基陰離子，而鈉則形成陽(yáng)離子。 r + na rna+ 最后，烷基陰離子在sn2反應(yīng)中取代鹵素，形成一個(gè)新的 c-c 共價(jià)鍵。 rna+ + r-x r-r + na+x1.3.2 格利雅試劑法格利雅反應(yīng);有機(jī)金

19、屬鎂的鹵化物（格利雅試劑）和酮或者醛的加成反應(yīng)，分別形成叔醇和仲醇。如果和甲醛反應(yīng)那么能夠生成伯醇。格利雅試劑也用于如下重要的反應(yīng)：和酯或者內(nèi)酯的過(guò)度加成將會(huì)生成一個(gè)叔醇它又兩個(gè)相同的烷基，還有和腈的加成將會(huì)通過(guò)一種金屬亞胺物然后生成一個(gè)不對(duì)稱的酮。1.3.3 烷基鋰反應(yīng)鋰的烷基衍生物，是一種強(qiáng)路易斯堿。包括正丁基鋰、甲基鋰、苯基鋰等。它們常用作試劑，其中以正丁基鋰溶液最常用。烷基鋰能對(duì)羰基化合物進(jìn)行加成反應(yīng)，還能對(duì)活潑氫進(jìn)行置換反應(yīng)，以及鹵素-鋰交換反應(yīng)，其反應(yīng)性能比一般格氏試劑要廣泛而且多樣化。它與多種金屬有機(jī)物形成的金屬鋰衍生物廣泛用于有機(jī)合成。甲基鋰和甲基亞銅在醚類溶液中組成二甲基銅鋰

20、(ch3) 2culi，是一個(gè)極其重要的甲基化試劑，它對(duì)不飽和的或芳香族的鹵素化合物都能進(jìn)行甲基置換鹵素的反應(yīng)。鋰與三甲基氯硅烷反應(yīng)生成的(ch3) 3sili是重要的硅化試劑，對(duì)保護(hù)烯醇或羥基有多種用途。1.4 論文目的及意義聚芳醚的合成主要有親電取代合成與親核取代合成兩種方法。其中親核取代合成法是條優(yōu)異的合成路線。借鑒本研究組已掌握的制備聚芳醚砜酮高性能聚合物的親核取代逐步聚合方法，即可合成含硅芳香聚合物。如下圖所示：然而前提條件是我們必須合成含硅芳香二酚單體。本論文的設(shè)計(jì)主要工作就是嘗試采用武茲反應(yīng)的方法來(lái)合成含硅的芳香二酚。同時(shí)考察了si原子r側(cè)基對(duì)合成的影響。2.實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)藥

21、品主要實(shí)驗(yàn)原料如表2-1所示。 表2-1 主要的實(shí)驗(yàn)原料 試劑名稱簡(jiǎn) 稱生產(chǎn)廠家備 注對(duì)氯苯酚c6h5ocl山東沾化天元精細(xì)化工有限公司液體吡啶 c5h5n濰坊匯韜化工有限公司 液體甲苯 c7h8昆山誠(chéng)信化工液體三甲基氯硅烷c3h9sicl上海威方精細(xì)化工有限公司液體有白色煙霧金屬鈉na南京瓦力化工科技有限公司保存于煤油無(wú)水硫酸鎂 mgso4萊州市守喜鎂業(yè)有限公司固體二甲基二氯硅烷 c2h6sicl2上海邁拓爾特種氣體有限公司液體（密封保存）甲醇 ch3oh徐州長(zhǎng)青化工液體鹽酸hcl濰坊恒豐化工液體蒸餾水h2o上海爛宜環(huán)?？萍家后w二苯基二氯硅烷c12h10sicl2瑞力杰化工液體（密封保存）甲

22、基乙烯基二氯硅烷c3h6sicl2河北興飛化工液體（密封保存）2.2 實(shí)驗(yàn)儀器合成反應(yīng)裝置包括有：四口燒瓶500ml、250ml各一個(gè)、 冰水浴 、油浴鍋、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀一臺(tái)、移液管10ml四只、溫度計(jì)（量程200）、分液漏斗250ml、磁力攪拌裝置、布氏漏斗、吸濾瓶、泵、濾紙、烘箱、天平、氮?dú)馄?、機(jī)械攪拌器、三口燒瓶、恒壓滴液漏斗、冷凝器等組成如右圖所示； 傅立葉變換紅外光譜（ft-ir）在alpha型紅外光譜儀上進(jìn)行ft-ir測(cè)試。利用kbr壓片法和涂膜法制樣，采用透射法測(cè)試ft-ir。ft-ir光譜波數(shù)測(cè)試范圍為4004000cm-1，掃描次數(shù)為32，儀器分辨率為0.09cm-1。2.3 實(shí)

23、驗(yàn)內(nèi)容2.3.1 對(duì)氯苯酚的保護(hù)對(duì)氯苯酚與三甲基氯硅烷的反應(yīng)需在甲苯作為溶劑，并在吡啶的保護(hù)下進(jìn)行反應(yīng)。典型操作步驟為；對(duì)氯苯酚14.5 g (0.11 mol),吡啶 16 ml(0.20 mol),以及無(wú)水甲苯(100 ml) 加入至250ml帶攪拌的圓底燒瓶中. 冰浴攪拌下滴加入三甲基氯硅烷 (15 ml, 0.12 mol)，加完后升溫至室溫反應(yīng)8 h.過(guò)濾后的溶液由旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮并真空干燥得液體產(chǎn)物(20.0 g, 91% 產(chǎn)量).2.3.2 武茲反應(yīng)將稱量好的鈉塊，迅速放入裝有甲苯的三口燒瓶防止甲苯被空氣氧化。試驗(yàn)中必須通上氮?dú)?，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)在無(wú)氧的情況下進(jìn)行。典型操作步驟為：金屬鈉

24、(4.6 g, 0.20 mol)與無(wú)水甲苯(100ml) 加入 500-ml 三口圓底燒瓶中裝備攪拌、恒壓滴液漏斗、溫度計(jì)、冷凝器，并由氮?dú)獗Ｗo(hù)。升溫至110oc 并劇烈攪拌使金屬鈉在甲苯中分散成為金屬微球, 然后冷卻到80 oc.將3所得產(chǎn)物(20.0 g, 0.10 mol)與二氯硅烷(二苯基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷）(6.0 ml, 50 mmol) 溶解于無(wú)水甲苯(20 ml)配成溶液在40 min滴加入燒瓶中，反應(yīng)保證回流4 h 后，降溫至室溫。甲醇(10 ml)緩慢的加入反應(yīng)裝置中消耗過(guò)量的金屬鈉。溶液由100 ml純水洗滌三次分液漏斗分離，并由旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮至一半的體積。2

25、.3.3 水解反應(yīng)武茲反應(yīng)得到的產(chǎn)物留有保護(hù)基團(tuán)，即硅烷官能團(tuán)，可以在酸性情況下水解出來(lái)。因此我們采用hcl使硅氧基水解的方式產(chǎn)生親水進(jìn)團(tuán)（-oh），從而制備出所需的雙酚硅烷。 典型操作步驟為；殘留液加入鹽酸(1mol, 15 ml)攪拌 30 min。有機(jī)相由純水洗滌并由干燥硫酸鎂干燥。由旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑粘稠液體冷卻0 oc獲得結(jié)晶產(chǎn)物，由甲苯進(jìn)行重結(jié)晶獲得產(chǎn)物 (6.1 g, 50%產(chǎn)量) 實(shí)驗(yàn)中所需部分試劑的精制過(guò)程如下：（1） 液體藥品的精制對(duì)于對(duì)氯苯酚與三甲基氯硅烷反應(yīng)后的產(chǎn)物再與金屬鈉反應(yīng)時(shí)為了防止氧化。我們一般采用氮?dú)獗Ｗo(hù)。（2） 鈉塊的稱量 將一個(gè)干凈干燥的燒杯放在天平上，往

26、燒杯中裝入煤油（適中），并且將天平歸零。用鑷子捏住試劑瓶中的鈉塊并用刀切割。將切好的鈉塊迅速放入燒杯中，準(zhǔn)確稱量鈉塊的重量，并將鈉塊在煤油中切成小塊，迅速用濾紙吸干迅速放入裝有甲苯的三口燒瓶中。并用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，氮?dú)馔ㄈ氲牧髁坎荒芴?，大概每?jī)扇朊俺鲆粋€(gè)氣泡。3結(jié)果與討論3.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程注意事項(xiàng)1. 對(duì)氯苯酚的保護(hù) 實(shí)驗(yàn)開始前需要將對(duì)氯苯酚與氯硅烷在吡啶的催化下進(jìn)行反應(yīng)，以對(duì)對(duì)氯苯酚的酚羥基進(jìn)行保護(hù)，否則進(jìn)行武茲反應(yīng)時(shí)酚羥基會(huì)與金屬鈉進(jìn)行反應(yīng)，得不到所需的含硅雙酚的化合物。并且又消耗了金屬鈉，使得整個(gè)反應(yīng)失敗，得不到所想合成的產(chǎn)物。2. 武茲反應(yīng) 發(fā)生武茲反應(yīng)時(shí)應(yīng)該控制好溫度，以免發(fā)生以下副

27、反應(yīng)；3. 水解反應(yīng) 水解反應(yīng)只可在酸性條件下發(fā)生，鹽酸的濃度不宜太高。此外還有需要考慮的是；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須穿實(shí)驗(yàn)服，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中所有藥品都是有刺激性氣味的化學(xué)試劑，所以還得帶橡皮手套。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所有反應(yīng)裝置務(wù)必干燥無(wú)水，烘干后使用。因?yàn)槿谆裙柰橛鏊纸?。鈉塊遇水劇烈反應(yīng)。稱取鈉塊時(shí)將一個(gè)干凈干燥的燒杯放在天平上，往燒杯中裝入煤油（適中），并且將天平歸零。用鑷子捏住試劑瓶中的鈉塊并用刀切割。將切好的鈉塊迅速放入燒杯中，準(zhǔn)確稱量鈉塊的重量。并將鈉塊在煤油中切成小塊。用濾紙吸干迅速放入裝有甲苯的三口燒瓶中。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程必須在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行。使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀時(shí)拿取蒸發(fā)后的液體時(shí)需慢慢旋開，以防用力

28、太大燒瓶濺起油傷及身體。清洗三口燒瓶時(shí)需先用甲苯洗去粘在燒瓶上的鈉塊。3.2產(chǎn)品分析3.2.1結(jié)構(gòu)分析在alpha型紅外光譜儀上進(jìn)行ft-ir測(cè)試,紅外譜圖及分析如下列圖所示圖3-1以甲基乙烯基二氯硅烷為單體的紅外譜圖由圖3-1紅外譜圖可以得到；ftir譜圖中1147-1200cm-1si-c特征吸收峰；譜圖中1700-1850cm-1為ch=ch-特征吸收峰；譜圖中3500cm-1為羥基特征吸收峰；1261cm-1 為 si-ch3 特征吸收峰；2960cm-1 為c-h 的吸收峰；3020-3076cm-1為苯環(huán)上h的伸縮振動(dòng)；1417-1598cm-1為苯環(huán)骨架的伸縮振動(dòng)；從紅外譜圖中可

29、以看出產(chǎn)物基本合成成功。圖3-2 以二甲基二氯硅烷為單體的紅外譜圖由圖3-2紅外譜圖可以得到；ftir譜圖中1147-1200cm-1si-c特征吸收峰，峰形較寬；譜圖中3300cm-1為酚基特征吸收峰；2960cm-1 為c-h 的吸收峰；譜圖中3500cm-1為羥基特征吸收峰；3020-3076cm-1為苯環(huán)上h的伸縮振動(dòng)；1417-1598cm-1為苯環(huán)骨架的伸縮振動(dòng)；從紅外譜圖中可以看出產(chǎn)物基本合成成功。圖3-3以二苯基二氯硅烷為單體的紅外譜圖 由圖3-3紅外譜圖可以得到；ftir譜圖中3300cm-1為酚基特征吸收峰；2960cm-1 為c-h 的吸收峰；譜圖中3500cm-1為羥基

30、特征吸收峰；3020-3076cm-1為苯環(huán)上h的伸縮振動(dòng)；1417-1598cm-1為苯環(huán)骨架的伸縮振動(dòng)；從紅外譜圖中可以看出產(chǎn)物基本合成成功。3.2.2產(chǎn)率分析實(shí)驗(yàn)完成后得出的產(chǎn)品產(chǎn)量很低，分析可能原因如下；1. 反應(yīng)沒(méi)有完全或試劑成分不純 。 2.稱取的鈉塊有部分被氧化 。 3. 反應(yīng)儀器沒(méi)有完全干燥。 4.溫度沒(méi)有達(dá)到，即鈉塊沒(méi)有完全融成小球狀就開始降溫。5. 武茲反應(yīng)所得產(chǎn)品與二氯硅烷（二苯基硅烷、甲基乙烯基硅烷）溶入甲苯往裝有甲苯和 鈉塊時(shí)滴加過(guò)快。6. 甲醇加入的時(shí)間過(guò)早，使得武茲反應(yīng)還沒(méi)有能夠發(fā)生完全。7. 結(jié)晶時(shí)產(chǎn)物溶解在甲苯中結(jié)晶不出來(lái)。8. 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)的溶劑沒(méi)有蒸出，

31、使得產(chǎn)物結(jié)晶不出來(lái)。4結(jié)論這次實(shí)驗(yàn)是為了合成研究含硅芳香二酚，通過(guò)對(duì)含硅芳香二酚從而研究到整個(gè)含硅芳香聚合物的性質(zhì)。我們開始時(shí)以對(duì)氯苯酚和二甲基二氯硅烷反應(yīng)在吡啶的保護(hù)下反應(yīng)生成c6h13ocl.將得到的產(chǎn)品與甲苯和二甲基二氯硅烷（二苯基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷）用分液漏斗緩慢滴入裝有甲苯和鈉塊的三口燒瓶中，發(fā)生武茲反應(yīng)。反應(yīng)完成后再用稀鹽酸進(jìn)行水解并不斷攪拌。攪拌完成后過(guò)濾重結(jié)晶。得到褐色固體物質(zhì)，即我們所要合成的化合物。而我們本次實(shí)驗(yàn)做出的產(chǎn)率并不是很高。主要原因可能是甲醇滴加太快，產(chǎn)生了爆沸，影響了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。還有原因應(yīng)該是鈉塊切割的太大，武茲反應(yīng)沒(méi)有完全，剩余的鈉塊與甲醇反應(yīng)了。

32、還有就是沒(méi)有將多余的溶劑盡可能蒸發(fā)出來(lái)，產(chǎn)品溶入甲苯中沒(méi)有結(jié)晶出來(lái)。還有可能是武茲反應(yīng)時(shí)由于溫度的控制不好發(fā)生了副反應(yīng)。從ft-ir譜圖中我們可以看出各基團(tuán)的特征吸收峰與理論的分子結(jié)構(gòu)中的基團(tuán)符合。因此我們這次實(shí)驗(yàn)基本完成。不過(guò)我們對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還有許多需要做改進(jìn)的地方，儀器一定需要確保干燥，量取試劑時(shí)要盡可能準(zhǔn)確，甲醇的加入需要慢慢滴加，切記不要因?yàn)闆_忙而快速加入。鈉塊的切割需要盡可能小塊，以獲得更多的接觸表面積，使得反應(yīng)快速完全的進(jìn)行。武茲反應(yīng)時(shí)控制好溫度，以免發(fā)生副反應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。致謝值此論文完成之際，衷心地感謝我的導(dǎo)師董黎明老師四年來(lái)對(duì)我學(xué)習(xí)上的諄諄教誨及生活上的熱心關(guān)懷。導(dǎo)師的淵

33、博知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度令我敬佩不己，一日為師，終身為父，導(dǎo)師的激勵(lì)與教誨我永遠(yuǎn)會(huì)銘記在心，我要感謝董黎明老師在論文完成過(guò)程給予我的支持與幫助;感謝老師在教育實(shí)習(xí)階段的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)愛(ài);感謝徐州工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院所有領(lǐng)導(dǎo)和老師的關(guān)心和幫助!在論文的分析測(cè)試中，得到了許多兄弟院校老師的熱情幫助，我向他們表示誠(chéng)摯的謝意!對(duì)于在座的答辯委員會(huì)成員、各位老師和同學(xué)能在百忙之中來(lái)參加我的論文答辯，在此表示深深的感謝!最后，我要感謝我的父母和家人，感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的同學(xué)和朋友!參考文獻(xiàn)1 johannes karl fink ; high performance polymers,

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