專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗

1、專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗實驗報告指導教師：焦體峰學院：環(huán)境與化學工程學院專業(yè)：2008級化工工藝姓名：孫坤學號：080110010055間甲基紅、氮三乙酸與2-氨基苯并噻唑及2-氨基苯并咪唑在有機溶劑作用下能否凝膠化的研究摘要 在70-80水浴中，使有關有機溶劑及各有可能組裝成凝膠的物質(zhì)經(jīng)超聲波混合均勻后，經(jīng)過一定時間的反應，待其冷卻到室溫后，觀察其是否能發(fā)生凝膠現(xiàn)象。間甲基紅和氮三乙酸都具有N的三鍵結構，在結構上也有分支，與2-氨基苯并噻唑和2-氨基苯并咪唑有可能形成三維網(wǎng)絡結構，在某些有機溶劑的作用下有可能形成有機凝膠。本實驗對間甲基紅對2-氨基丙噻唑及2-氨基丙咪唑、氮三乙酸對2-氨基丙噻唑及2

2、-氨基丙咪唑在相關有機溶劑作用下是否發(fā)生凝膠現(xiàn)象進行探索研究。關鍵詞 凝膠；間甲基紅；氮三乙酸；2-氨基丙噻唑；2-氨基丙咪唑凝膠是常見的一種物質(zhì)形態(tài)。目前，凝膠已經(jīng)遍及我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面。有機凝膠不同于水凝膠，它的主要成分是有機連續(xù)相。根據(jù)所用的凝膠劑的性質(zhì)，有機凝膠也可以分為聚合物有機凝膠或小分子或小分子量有機凝膠。聚合物通過交聯(lián)或纏繞形成的網(wǎng)絡固定有機溶劑而成為物理和化學凝膠。同樣的，某些小分子有機化合物也可以通過物理作用形成足夠長的聚集體，這些聚集體進一步相互交疊，從而誘導有機溶劑凝膠。尤其是近年來，人們發(fā)現(xiàn)某些小分子量有機化合物能在濃度很低的情況下（Wt 2%）通過非共價鍵弱相互

3、作用使有機溶劑凝膠化，形成有機凝膠。其中小分子量有機化合物被稱為小分子量有機凝膠劑，簡稱小分子有機凝膠。這類凝膠劑都有一些共同的特征，就是在有機溶劑中都是通過特殊的弱相互作用（如氫鍵、疏溶劑、范德華力、靜電、偶極、或-堆積作用等）自組裝形成一堆結構，這些一堆結構經(jīng)過交聯(lián)纏繞而形成三維網(wǎng)絡結構，從而使有機溶劑凝膠化。與大分子凝膠相比，小分子凝膠具有以下特點：（1）形成凝膠的膠凝劑具有確定的分子結構和分子量；（2）小分子凝膠的三維網(wǎng)絡結構是相對有序的分子組裝構成的，而不是無序的大分子鏈構成；（3）小分子凝膠從單體到組裝體再到三維網(wǎng)絡結構都是通過分子間非共價鍵作用形成的，而大分子凝膠則主要靠共價鍵形

4、成三維網(wǎng)絡結構；（4）小分子凝膠都屬于屋里凝膠而大分子凝膠則主要為化學凝膠；（5）小分子凝膠在一定條件下可以轉(zhuǎn)變成真溶液而大分子凝膠的最小單元尺寸一般都在膠體尺寸范圍，所以小分子凝膠可以實現(xiàn)凝膠-溶液相轉(zhuǎn)變，而大分子凝膠不是。1實驗部分1.1 試劑間甲基紅，氮三乙酸，氮三乙酸，2-氨基丙咪唑，吡啶，甲苯，苯，硝基苯，四氫呋喃，三氯甲烷，乙酸乙酯，石油醚，乙醇胺，環(huán)戊酮，正己烷，苯胺，丙烯酸丁酯，環(huán)己酮，正丁醇，丙酮，N-N二甲基甲酰胺（DMF），1,4-二氧六環(huán)，無水乙醇。1.2相關分子結構間甲基紅氮三乙酸2-氨基苯并噻唑2-氨基苯并咪唑1.3實驗方法 稱取分子量的間甲基紅和分子量的2-氨基苯

5、并噻唑各19份，混合于各小試劑瓶中，分別加入吡啶、甲苯、苯、硝基苯、四氫呋喃、三氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚、乙醇胺、環(huán)戊酮、正己烷、苯胺、丙烯酸丁酯、環(huán)己酮、正丁醇、丙酮、N-N二甲基甲酰胺（DMF）、1,4-二氧六環(huán)、無水乙醇各3ml，在超聲波作用下1min，在70至80的水浴中加熱20min，然后置于室溫中冷卻20min，觀察凝膠現(xiàn)象。 稱取分子量的間甲基紅和分子量的2-氨基苯并咪唑各19份，以下實驗與相同。 稱取分子量的氮三乙酸和分子量的2-氨基苯并噻唑各19份，以下實驗與相同。 稱取分子量的氮三乙酸和分子量的2-氨基苯并咪唑各19份，以下實驗與相同。2結果與討論2.1凝膠現(xiàn)象記錄間甲基紅

6、與2-氨基苯并噻唑、2-氨基苯并咪唑凝膠現(xiàn)象記錄 表1藥品及溶劑間甲基紅和2-氨基苯并噻唑溶膠現(xiàn)象間甲基紅和2-氨基苯并咪唑溶膠現(xiàn)象吡啶完全溶解紅褐色完全溶解黑褐色甲苯部分溶解紅褐色不溶紅褐色苯部分溶解紅褐色不溶紅褐色硝基苯部分溶解紅褐色部分溶解黃褐色四氫呋喃少量沉淀紅褐色部分溶解黃褐色三氯甲烷完全溶解紅褐色部分溶解黑褐色乙酸乙酯部分溶解紅褐色不溶黃色石油醚不溶紅褐色不溶黃褐色乙醇胺完全溶解紅褐色完全溶解黃褐色環(huán)戊酮完全溶解紅褐色部分溶解黃褐色正己烷不溶紅褐色不溶黃褐色苯胺完全溶解紅褐色部分溶解黑褐色丙烯酸丁酯部分溶解紅褐色不溶黑褐色環(huán)己酮完全溶解紅褐色部分溶解黑褐色正丁醇部分溶解紅褐色部分溶

7、解黑褐色丙酮部分溶解紅褐色不溶黑褐色DMF完全溶解紅褐色完全溶解黑褐色1,4-二氧六環(huán)部分溶解紅褐色部分溶解紅褐色無水乙醇部分溶解紅褐色部分溶解紅褐色圖1、間甲基紅與2-氨基苯并噻唑反應現(xiàn)象圖圖2、間甲基紅與2-氨基苯并咪唑反應現(xiàn)象圖氮三乙酸與2-氨基苯并噻唑、2-氨基苯并咪唑凝膠現(xiàn)象記錄表2藥品及溶劑氮三乙酸和2-氨基苯并噻唑溶膠現(xiàn)象氮三乙酸和2-氨基苯并咪唑溶膠現(xiàn)象吡啶完全溶解淺黃褐色部分溶解白色甲苯部分溶解淺黃褐色部分溶解白色苯部分溶解淺黃褐色部分溶解淺黃褐色硝基苯部分溶解淺黃褐色部分溶解白色四氫呋喃部分溶解淺黃褐色部分溶解白色三氯甲烷部分溶解淺黃褐色部分溶解白色乙酸乙酯部分溶解淺黃褐色

8、部分溶解白色石油醚部分溶解淺黃褐色部分溶解白色乙醇胺完全溶解黃褐色完全溶解黃褐色環(huán)戊酮部分溶解黃褐色部分溶解白色正己烷部分溶解黃褐色部分溶解白色苯胺部分溶解黃褐色部分溶解黃褐色丙烯酸丁酯部分溶解黃褐色部分溶解白色環(huán)己酮部分溶解黃褐色部分溶解白色正丁醇部分溶解黃褐色部分溶解白色丙酮部分溶解黃褐色部分溶解白色DMF部分溶解黃褐色完全溶解白色1,4-二氧六環(huán)部分溶解黃褐色部分溶解白色無水乙醇部分溶解黃褐色部分溶解白色圖3、氮三乙酸與2-氨基苯并噻唑反應現(xiàn)象圖（部分）圖4、氮三乙酸與2-氨基苯并咪唑反應現(xiàn)象圖（部分）結論：表1和表2說明，沒有凝膠形成2.2結論分析凝膠是介乎固體與液體之間的的軟固體物質(zhì)，其最突出的特征在于體系中包含了的凝膠劑分子通過物理或者化學的交聯(lián)作用形成的三維網(wǎng)絡結構，這種網(wǎng)絡結構中包含了大量的溶劑。溶劑分子與網(wǎng)絡結構中凝膠劑分子的相互作用以及毛細管作用使其失去流動性，從而被固定下來。與此同時，溶劑又通過自身的填充作用阻礙了網(wǎng)絡結構的塌陷。然而，在本探索實驗中，沒有形成凝膠的原因可能就是間甲基紅和2-氨基苯并噻唑、間甲基紅和2-氨基苯并咪唑、氮三乙酸和2-氨基苯并噻唑、氮三乙酸和2-氨基苯并咪唑之間沒有形成所謂的三維網(wǎng)絡結構，有機溶劑不能被網(wǎng)住