2,2’,3,4,4’-五羟基二苯甲酮及其Cu2+、Bi3+、Pb2+配合物的合成方法 化工毕业论文.doc

《2,2’,3,4,4’-五羟基二苯甲酮及其Cu2+、Bi3+、Pb2+配合物的合成方法 化工毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2,2’,3,4,4’-五羟基二苯甲酮及其Cu2+、Bi3+、Pb2+配合物的合成方法 化工毕业论文.doc（33页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、毕业论文 I 摘摘 要要 本文采用 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮衍生物作为平台，增加分子中的羟基， 选择铋、铜等对双基推进剂燃烧催化效果较好的金属离子作为中心离子与之形成单 核和异双核螯合物，研制出新型的环保友好的燃速催化剂。本文主要研究 2,2, 3,4,4-五羟基二苯甲酮及其 Cu2+、Bi3+、Pb2+配合物的合成方法，探索反应温度、 反应时间和溶液碱性浓度对产物产率的影响以及最佳条件。采用红外光谱（IR） 、 热重分析（TG） 、核磁共振谱（1HNMR） 、X-射线衍射仪（XRD）和能谱分析对样品的 物相、形貌、组成和结构进行表征。最终得到 Cu2（C13H7O6） 24H2O、

2、Pb2（C13H7O6）23H2O 和 Bi2（C13H7O6）26H2O 三种单金属配合物，两种 双金属（Cu、Pb） 、 （Cu、Bi）配合物。 关键词关键词： 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮；金属配合物；铜()；铋()；铅()； 催化剂 毕业论文 II Abstract In this paper, 2,2 , 3,4,4 -pentahydroxy benzophenone derivatives as a platform to increase the hydroxyl in molecules, select bismuth, copper and so on, double

3、-base propellant combustion catalytic effect of metal ions as well central ion with the formation of monocytes and heterobinuclear chelate, developed a new type of environmental-friendly catalyst for the burning rate.In this paper, we mainly study the synthenic methods of 2,2,3,4,4-pentahydroxybenzo

4、phen- one and preparation of its metal complexes with copper(), bismuth() and lead(), and investing-ate the effect of temperature, time on the product yield. In addition, the optimum condition of synthesis of the complexes will be discussed. The physical phase, morphology composition and structure c

5、haracterization of the resulting complexes will be characterized by infrared spectroscopy(IR) , thermogravimetric analysis (TG), nuclear magnetic resonance (1HNMR), X-ray diffraction (XRD) and energy spectrum analysis.Finally we can obtain Cu2（C13H7O6）24H2O, Pb2（C13H7O6）23H2O and Bi2（C13H7O6）26H2O t

6、hree single-metal complexes, two bi-metallic complexes of (copper-()and, bismuth() and (copper-() and lead(). 【Keywords】2,2,3,4,4-pentahydroxybenzophenone; metal complexes; copper(); bismuth(); lead(); catalyst 毕业论文 III 目录目录 第第 1 1 章章 前前 言言1 1 1.1 二苯甲酮衍生物1 1.1.1 光引发剂.1 1.1.2 紫外线吸收剂2 1.1.3 医药中间体2 1.2

7、 二苯甲酮类金属配合物.2 1.3 二苯甲酮金属配合物燃烧催化剂.3 1.4 主要研究内容和主要创新点.4 第第 2 2 章章 实验部分实验部分5 5 2.1 化学试剂及仪器5 2.1.1 化学试剂5 2.1.2 实验仪器.5 2.2 实验方法6 2.2.1 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的合成.6 2.2.2 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铜（）配合物的合 成6 2.2.3 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铅（）配合物的合 成7 2.2.4 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铋（）配合物的合 成8 2.2.5 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铜（） 、铅（） 配合物的合成

8、8 2.2.6 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铜（） 、铋（） 配合物的合成9 2.2.7 分析测试方法.9 2.2.7.1 红外分析法（IR）9 2.2.7.2 热重分析法（TG）9 2.2.7.3 X-射线衍射分析法（XRD）.9 2.2.7.4 核磁共振分析法（NMR）10 2.2.7.5 能谱分析法（EDS）10 毕业论文 IV 第第 3 3 章章 实验实验结果与讨论结果与讨论1010 3.1 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的合成实验结果分析10 3.1.1 红外图谱分析10 3.1.2 核磁共振分析11 3.1.3 探索合成 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的最佳工艺 条

9、件12 3.1.3.1 反应温度对收率的影响12 3.1.3.2 原料配比对收率的影响13 3.1.3.3 反应时间对收率的影响14 3.1.3.4 溶剂用量对收率的影响15 3.2 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的单金属（Cu、Pb、Bi）配 合物合成实验结果分析16 3.2.1 红外图谱分析（IR）.16 3.2.2 X-射线衍射分析 （XRD）.19 3.2.3 热重分析（TG）.19 3.2.4 探索合成 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铜（） 配合物的最佳条件.23 3.2.4.1 反应时间对其产率的影响：.23 3.2.4.2 反应温度对产率的影响：.23 3.2.4.3

10、配体溶液碱性浓度对其产率的影响：.24 3.2.5 探索合成 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铅()配 合物的最佳条件25 3.2.5.1 反应时间对其产率的影响：.25 3.2.5.2 反应温度对产率的影响：.26 3.2.5.3 配体溶液碱性浓度对其产率的影响：.27 3.2.6 探索合成 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铋()配 合物的最佳条件28 3.2.6.1 反应时间对其产率的影响：.28 3.2.6.2 反应温度对产率的影响：.29 3.2.6.3 配体溶液碱性浓度对其产率的影响：.30 3.3 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的双金属(Cu、Pb)、 (Cu、Bi)配

11、合物合成实验结果分析31 3.3.1 红外图谱分析31 毕业论文 V 3.3.2 X-射线衍射分析33 3.3.3 能谱分析34 3.3.4 探索合成 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铜()、 铅()配合物的最佳条件35 3.3.4.1 反应时间对其产率的影响：35 3.3.4.2 反应温度对其产率的影响：36 3.3.5 探索合成 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铜()、 铋()配合物的最佳条件.37 3.3.5.1 反应时间对其产率的影响：37 3.3.5.2 反应温度对其产率的影响：38 第第 4 4 章章 实验结论实验结论3939 参考文献参考文献4040 致谢致谢4141 毕

12、业论文 1 第第1 1章章 前前 言言 1.1 二苯甲酮衍生物二苯甲酮衍生物 二苯甲酮衍生物是一类优良的紫外光吸收剂，由于综合性能较好，价格低，适用范围 广，在紫外吸收剂中占有重要地位。是目前使用和生产量最大的一类紫外线吸收剂。二苯 甲酮系列产品品种众多，已被广泛应用于医药、农药、染料、塑料、涂料、日用化工电子 化学品等领域。而其在此诸多领域中，主要被用作光引发剂、紫外线吸收剂以及医药中间 体等。 二苯甲酮及其衍生物不溶于水，易溶于甲醇、乙醇等有机溶剂，这一特性使其与油溶 性材料或高分子材料的物理兼容性较好，故可用于塑料、油墨、化妆品、防晒剂等配方中。 由于苯环取代基的种类、位置和数目的不同可

13、产生多种二苯甲酮衍生物，在二苯甲酮衍生 物分子中引入其他可反应性基团，可以改善二苯甲酮衍生物与纤维以及高分子基质的化学 结合性。如用异氰脲酸-1，3，5-三(2，3 一环氧丙基)酯、硬脂酸对 2，4-二羟基二苯甲酮 改性获得的二苯甲酮类二聚体，不仅与许多高分子化合物相容性好，使用过程无迁移性， 而且能有效地吸收 270 一 400nm 的紫外线。此外 ，在邻羟基二苯甲酮分子上引入具有热 稳定或者抗氧作用的功能性基团，使目标物多功能化，也成为目前二苯甲酮紫外吸收剂领 域的一个研究热点。 Jeryz Zakrzewsik 等利用化学手段将 2，2，6，6 一四甲基呱陡基引入 2-羟基二苯甲酮 的

14、5 位，获得的产物有光稳定协同作用，其抗紫外效果比 2-羟基二苯甲酮持久许多。在二 苯甲酮类化合物的苯环上引入磺酸基，可改善产物的水溶性及其在乙醇、丙酮等极性有机 溶剂中的溶解性。但该产物的水溶性与 OR 基团中 R 的链长有关，其中 R 越小，产物的水 溶性越好。 1.1.1 光引发剂光引发剂 光固化技术作为一种环境友好的绿色技术，近年来得到了蓬勃发展，已被广泛应用于 涂料、油墨、粘合剂、电子器件、光纤材料等各行各业。光引发剂是光固化体系的主要成 份，它对固化体系灵敏度起决定性作用。光引发剂分为均裂碎片型、氢转移型和阳离子型 三大类。二苯甲酮类氢转移型光引发剂由于其引发的量子效率高，固化速度

15、快，吸收光谱 的范围匹配于照射光源，热稳定性好，无暗反应，与单体和预聚物有较好的相容性。光固 化成膜无黄变或变色，价格低廉，使用安全，因而成为目前产量最大的光引发剂，国内 2000 年仅二苯甲酮产量达 1420t。主要的二苯甲酮光引发剂有二苯甲酮,4 一甲基二苯甲酮,2 一甲基二苯甲酮,2,4,6 一三甲基二苯甲酮(Emcure TZT)等。 毕业论文 2 1.1.2 紫外线吸收剂紫外线吸收剂 二苯甲酮类紫外线吸收剂是目前使用和生产量最大的一类紫外线吸收剂。除吸收 290- 400nm 的紫外光，还吸收一部分可见光，因与其它材料有良好的兼容性而被广泛应用于塑 料、油墨、油漆、化妆品等行业。 二

16、苯甲酮类紫外线吸收剂的种类较多。大多数是 2,4-二羟基二苯甲酮(UV-0)的衍生物， 如 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮 (UV-9),2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531),2-羟基-4-甲氧基- 5-磺酸基二苯甲酮 (UV-30)等。国外对苯甲酮系列紫外线吸收剂也有以 BP-X 为命名系列， 如 UV-0 命名为 BP-1,U V-531 为 BP-17,U V-30 为 BP-4 等。 近年来 ，人们在反应型二苯甲酮类紫外吸收剂及二苯甲酮 Ni 化合物及新品种开发等 领域的研究取得了可喜的成果。随着人们对紫外线防护意识的加强，以及高分子材料工业 的迅速发展，作为紫外线吸收剂的二苯

17、甲酮系列产品也将得到较大的发展。 1.1.3 医药中间体医药中间体 二苯甲酮系列产品是许多医药的中间体，如二苯甲酮是抗悬晕药苯海拉明中间体，2- 氨基一 5-氯二苯甲酮是安定类医药中间体，4-氯二苯甲酮用于生产抗过敏药安其敏等。 总之，二苯甲酮系列产品用途十分广泛，在实际生产中，应该考虑选用原料易得、设 备投资小、操作条件不苛刻、对环境基本无污染、成本低的合成路线。随着人们生活水平 的提高，对新型材料的需求日益增加。二苯甲酮系列精细化工产品由于其品种多，用途广 泛而必将得到较大的发展。 1.2 二苯甲酮类金属配合物二苯甲酮类金属配合物 二苯甲酮衍生物与金属离子形成的配合物是一种新型的紫外光吸收

18、剂，可作为高分子 材料的紫外光吸收剂、光稳定剂和医药中间体。引起人们的广泛注意，下面介绍二苯甲酮 类金属配合物中一些主要产品的研究进展。 （1）UV-214(2，4-二羟基二苯甲酮)：早期的合成方法采用苯甲酰氯与间苯二酚在三 氯化铝催化下进行付-克氏反应制取，此法的缺点是苯甲酰氯和三氯化铝均易吸潮分解放出 HCl 而失去反应活性，同时还腐蚀设备、污染环境，近年来大多采用 ，-三氯甲苯) 与间苯二酚反应制取 UV-214。钱君律等将三氯甲苯溶于甲苯中，添加少量甲醇作为醇解剂 与间苯二酚反应制取 UV-214，收率 85%-90%,所用甲苯可回收(回收率 80%)再用。 (2) 2，4，4-三羟基

19、二苯甲酮：胡应喜等以间苯二酚、对羟基苯甲酸和三氯氧磷为原料， 在溶剂环丁砜中通过无水氯化锌合成了紫外线吸收剂 2，4，4-三羟基二苯甲酮。反应温度 为 65-700C , n 间苯二酚)/n(对羚基苯甲酸)为 1:0.81 ,POC13用量为 19m L，无水氯化锌为 22 g，得到淡黄色的粉状固体，熔点为 195-1970C，收率在 73%左右。 毕业论文 3 (3) 2，2，4，4-四羟基二苯甲酮：黄玲等以 2, 4 一二羟基苯甲酸和间苯二酚为原料合 成 2，2，4，4-四羟基二苯甲酮，在原料 n(酚):n(酸)为 1.4:1.0，复合催化剂 m( POC13+ZnC12):m (原料)为

20、 1.4:1.0，其中 m(POC13):m( ZnC12)为 1.33:1，溶剂 m(环丁矾): m(原料)为 0.6:1.0, 70下反应 2.2 h，产品收率可达 87%以上。 （4） 二苯甲酮系列产品的合成及应用：刘忠泽评述了二苯甲酮系列产品的主要合成 方法，如光气法、苯甲酰氯法、三氯甲苯法、苯甲酸法、二本甲烷法格式试剂法等；并对 其主要用途进行介绍。 （5） 钴（） 、镍（） 、铜（）与 2，4-二羟基二苯甲酮配合物的合成与表征：魏先 红、李萍以 2，4-二羟基二苯甲酮为配体与 M+（M=Co、Ni、Cu）合成几种金属配合物， 研究了配合物的热稳定性。 1.3 二苯甲酮金属配合物燃烧

21、催化剂二苯甲酮金属配合物燃烧催化剂 固体推进剂的燃烧性能和燃速高低直接影响火箭发动机的弹道性能、飞行速度和工作 稳定性等，因此调节推进剂的燃烧性能十分重要。目前，使用燃速催化剂己成为调节推进 剂燃烧性能的最有效的方法之一。人们经过长期的努力，已开发出许多种类的燃速催化剂， 满足了各种类型推进剂的需要。例如，金属氧化物催化剂、无机盐催化剂、有机盐催化剂、 有机配合物催化剂、二茂铁类催化剂、含能催化剂和纳米催化剂等等。既有单元催化剂， 也有多元复合催化剂。然而，随着导弹技术的不断发展，目前使用的燃烧催化剂已不能满 足发展新型固体推进剂的要求，人们正在致力于开发新一代高性能燃速催化剂。高能、钝 感、

22、环保、无烟或少烟的燃速催化剂已成为人们追求的目标。 双基系推进剂是在大多数弹射动力装置中使用的推进剂。但是双基系推进剂的缺点是 燃速较低、压强指数较高，需要加入燃速催化剂来调节。双基系推进剂中使用的燃速催化 剂主要是铅化合物，铅化合物的加入，不仅能提高推进剂燃速和降低压力指数，而且可产 生“平台”或“麦撒”燃烧特性。人们研究发现，有机铅盐、铅的有机配合物等的催化效果远 比铅的氧化物好，尤其是有机铅盐、有机铜盐与碳黑复配成的三元复合催化剂体系的催化 性能更加优良。近来研究报道二苯甲酮衍生物金属配合物的燃烧性能很好，而且催化效果 更佳。 但是，铅化合物对人体具有毒性，在实验、制备、使用以及药柱处理

23、和火箭发动机排 气等环节给工作人员和环境留下直接和间接的危害。此外，铅化合物是一种烟源，燃烧分 解生成氧化铅，在发动机尾气中是白色或蓝色(青色) 烟，不利于导弹的隐身和精确制导。 因此，开发无毒或低毒性、无污染、的燃速催化剂成为新的课题。多年来，国内外许多专 家和技术人员先后开展了非铅催化剂的研究。研究涉及铜及其化合物催化剂，锡、钍、钡 等金属粉及其化合物催化剂，稀土化合物催化剂，铋化合物催化剂，碳纤维催化剂，LiF 催化剂等。 毕业论文 4 二苯甲酮衍生物与金属离子形成的配合物又是一类新型的燃烧催化剂。根据美国专利 文献报道，美国的 Albert T Camp 等发明了一种二苯甲酮衍生物的铜

24、、锡、铋的螯合物，能 使双基系推进剂的燃速大幅提高。该催化剂有如下特点： （1）催化剂中的配体二苯甲酮衍生物是一类对紫外光吸收能力很强的化合物，能吸收 推进剂燃烧时辐射的紫外光，这种能量的反馈，使燃面温度升高，可加速催化剂自身的分 解，同时促进推进剂组分的分解。这种特殊的作用与中心离子的催化作用相互配合，产生 较强的“协同效应”，从而显著提高了催化效果。 （2）该类催化剂吸湿性小，不易水解，稳定性好，有利于储存。 （3）该类催化剂采用铋、铜等金属离子作为中心离子与之形成螯合物，避免了使用有 毒的铅金属离子，因此这类催化剂毒性较小。 （4）使用该类催化剂作为高燃速燃烧催化剂时，推进剂中不用加入

25、AP，可避免燃烧 时由于 AP 分解出 HCl 而产生烟雾，也可排除铅离子产生的白烟，从而降低了特征信号。 由此可见，二苯甲酮衍生物金属螯合物是一类很有前途的无污染、安定性高、安全、 少烟的高效燃速催化剂，符合燃速催化剂的发展方向。 本文采用铜、铋、铅作为中心离子与配体形成单核和异双核螯合物，使用铅是为了将 其配合物的催化性能与铜、铋金属配合物的催化性能做比较，若铜、铋金属配合物的催化 性能与铅配合物的催化性能不相上下甚至有所提高，则可采用铜、铋等毒性小的金属作为 中心离子与配体形成配合物，合成出无毒的环保型燃烧催化剂。 本课题的研究目的是：采用二苯甲酮衍生物作为研究高燃速燃烧催化剂的平台，增

26、加 分子中的羟基，来增强其吸收紫外光的能力，选择铋、铜等毒性小、对双基推进剂燃烧催 化效果较好的金属离子作为中心离子与之形成单核和异双核螯合物，通过改变两种金属离 子的种类及其比例来调节目标产物的催化性能，研制出新型的环境友好的燃速催化剂。该 项目直接为高科技现代战争的需要服务，在军事上有着重要的意义。 1.4 主要研究内容和主要创新点主要研究内容和主要创新点 2，4-二羟基二苯甲酮具有多个配位原子，常用作高分子材料的紫外吸收剂、光稳定剂 和医药中间体等。目前对其研究较多的是与其他有机物复制或配制其衍生物，以提高其使 用效果和拓宽其应用范围。其衍生物与金属离子配合物的络合已有文献报道，但以 2

27、，4- 二羟基苯甲酸与焦没食子酸合成的 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮（BP）为配体直接与金属离 子配合的配合物并未见报道。为此我合成了标题化合物。 主要内容如下： （1）合成 2,2,3，4,4-五羟基二苯甲酮； （2）合成 2,2,3，4,4-五羟基二苯甲酮的 Cu2+、Bi3+、Pb2+配合物；探索合成 2,2, 3,4,4-五羟基二苯甲酮配合物的最佳条件，考察不同合成条件对产物催化性能及产率的影 毕业论文 5 响,主要讨论反应时间,反应温度,溶液 pH 浓度等因素对产物产率的影响； （3）2,2,3，4,4-五羟基二苯甲酮及其配合物的的表征。 主要创新点如下： （1）以 2，4-二

28、羟基苯甲酸与焦没食子酸合成的 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮（BP） ； （2）以 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮为配体直接与 Cu2+、Bi3+、Pb2+金属离子配合成单 核和异双核螯合物。 2实验实验部分部分 2.1 化学试剂及仪器化学试剂及仪器 2.1.1 化学试剂化学试剂 表一. 实验药品 Table 1.Reagents in the experiment 名称 规格 生产厂家 2，4-二羟基苯甲酸 C.P 国药集团化学试剂有限公司 焦没食子酸 A.R 国药集团化学试剂有限公司 无水氯化锌 A.R 广东汕头市西陇化工产 氯苯 C.P 国药集团化学试剂有限公司 氧氯化磷 A.R

29、 上海化学试剂有限公司 硝酸铜 A.R 广东汕头市西陇化工产 硝酸铅 A.R 天津市永大化学试剂开发中心 硝酸铋 A.R 天津市永大化学试剂开发中心 氢氧化钠 A.R 天津市大茂化学试剂厂 2.1.2 实验仪器实验仪器 表二. 实验仪器 Table 2.Instruments in the experiment 名称 规格 生产厂家 电热恒温水浴锅 北京市永光明医疗仪器厂 精密增力电力搅拌器 Jl-1 重庆吉祥教学实验设备有限公司 循环水式真空泵 SHZ-D 巩义市予华仪器有限公司 毕业论文 6 红外光谱仪 Spectrum one 日本 同步热分析仪 S TA409PC 德国 核磁共振仪 V

30、NMRS400 美国 X-射线粉末衍射仪 D8ADVANCE 德国 2.2 实验方2.2.1 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的合成 （1）反应原理 2，4-二羟基苯甲酸与焦没食子酸在催化剂作用下反应生成 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮 是典型的苯环上引进酰基的 Friedal-Crafts 反应。 反应式如下： 实验步骤如下： （1）在装配有搅拌器和 HCl 吸收系统的 150mL 三口烧瓶中，加入 2，4-二羟基苯甲 酸 4.62g(0.03mol)，焦没食子酸 3.78g(0.03mol) ，无水 ZnCl25g(0.04mol)，然后加入 POCl38mL(0.09mol)和环丁

31、砜 6mL。 ； （2）启动搅拌，使其混合均匀，加热升温至一定温度 700C 时，保温反应 2h,直到吸收 系统中很少有 HCl 气体放出为止。 （3）向反应瓶内缓慢加水搅拌至全部溶解，再倒入 300mL 冰水中，并充分搅拌。将 上述溶液静止 30min,常压抽滤、水洗得粗产品。 （4）再将粗产品在 200mL 水中加热溶解，加活性炭处理，煮沸 510min，热过滤， 冷却，析出大量黄绿色晶体，抽滤、洗涤、干燥、称量，得黄绿色针状晶体 4.95g,产率 62.9%。 流程图如下: 2.2.2 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铜（五羟基二苯甲酮合铜（）配合物的合成）配合物的合成 通过查阅资料

32、参考较好的方案进行实验。本实验采用在物料比按 Cu(NO3)2与 BP=1：1（物质的量的比）分别称取固体质量，在常温下用 2%NaOH 溶液将 2,2,3,4,4-五 羟基二苯甲酮充分溶解，控制溶液 pH 值 9-10，与 Cu(NO3)2溶液混合，恒温 900C，搅拌加 热回流 1h，反应结束后冷却、静置，待出现大量沉淀，抽滤，将沉淀多次用去离子水洗涤， 过滤，干燥得亮黑色粉末。而后探索反应的最佳条件，探讨反应时间、反应温度、溶液 pH 度等对产物产率的影响。 称取原料混合恒温搅拌溶解冷却，静置重结晶初产品 毕业论文 7 实验步骤如下： （1）按上述实验步骤，探究反应时间对产率的影响，分别

33、研究反应时间 0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h，从而得到最佳的反应时间； （2）在上述基础上研究反应温度对反应的影响，温度分别为 600C、700C、800C、900C、1000C，从而得到一个最佳的反应温度； （3）在上述基础上，研究溶解 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的 NaOH 溶液的浓度对反应 的影响，分别用 1%、2%、3%、4%、5%浓度的 NaOH 溶液，从而得到一个最佳的 NaOH 溶液的浓度； （4）最后，将生成的产物洗涤、过滤、烘干、并进行表征。 实验流程图： 2.2.3 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铅（五羟基二苯甲酮合铅（）配合物的合成）配合物的合成

34、按 Pb(NO3)2与 BP=1：1（物质的量的比）分别称取固体质量，在常温下用 2%NaOH 溶液将 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮充分溶解，控制溶液 pH 值 9-10，与 Pb(NO3)2溶液混合， 恒温 900C，搅拌加热回流 1h，反应结束后冷却、静置，待出现大量沉淀，抽滤，将沉淀多 次用去离子水洗涤，过滤，干燥得绿黄色粉末。而后寻找反应的最佳条件，探讨反应时间、 反应温度、溶液 pH 度等对产物产率的影响。 实验步骤如下： （1）按上述实验步骤，探究反应时间对产率的影响，分别研究反应时间 0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h，从而得到最佳的反应时间； （2）在上述基础上研究

35、反应温度对反应的影响，温度分别为 600C、700C、800C、900C、1000C，从而得到一个最佳的反应温度； （3）在上述基础上，研究溶解 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的 NaOH 溶液的浓度对反应 的影响，分别用 1%、2%、3%、4%、5%浓度的 NaOH 溶液，从而得到一个最佳的 NaOH 溶液的浓度； （4）最后，将生成的产物洗涤、过滤、烘干、并进行表征。 Cu（NO3）2 (用蒸馏 水溶解) BP(用 NaOH 溶液溶解) 恒温、搅拌、回流 冷却、洗涤、烘干 表征产物 毕业论文 8 实验流程图与 2.2.2 相似。 2.2.4 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铋（五羟

36、基二苯甲酮合铋（）配合物的合成）配合物的合成 按 Bi(NO3)3与 BP=1：1（物质的量的比）分别称取固体质量，在常温下用 2%NaOH 溶液将 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮充分溶解，控制溶液 pH 值 9-10，与 Bi(NO3)3溶液混合， 恒温 900C，搅拌加热回流 1h，反应结束后冷却、静置，待出现大量沉淀，抽滤，将沉淀多 次用去离子水洗涤，过滤，干燥得黑色粉末。而后寻找反应的最佳条件，探讨反应时间、 反应温度、溶液 pH 度等对产物产率的影响。 实验步骤如下： （1）按上述实验步骤，探究反应时间对产率的影响，分别研究反应时间 0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h，从而

37、得到最佳的反应时间； （2）在上述基础上研究反应温度对反应的影响，温度分别为 600C、700C、800C、900C、1000C，从而得到一个最佳的反应温度； （3）在上述基础上，研究溶解 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的 NaOH 溶液的浓度对反应 的影响，分别用 1%、2%、3%、4%、5%浓度的 NaOH 溶液，从而得到一个最佳的 NaOH 溶液的浓度； （4）最后，将生成的产物洗涤、过滤、烘干、并进行表征。 实验流程图与 2.2.2 相似。 2.2.5 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铜（五羟基二苯甲酮合铜（） 、铅（、铅（）配合物的合成）配合物的合成 按 Cu(NO3)2：P

38、b(NO3)2：BP=1：1：2（物质的量的比）分别称取固体质量，在常温下 用 2%NaOH 溶液将 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮充分溶解，控制溶液 pH 值 9-10，与 Cu(NO3) 2、Pb(NO3)2溶液混合，恒温 700C，搅拌加热回流 1h，反应结束后冷却、静置，待出现大 量沉淀，抽滤，将沉淀多次用去离子水洗涤，过滤，干燥得黑色粉末。而后寻找反应的最 佳条件，探讨反应时间、溶液 pH 度对产物产率的影响。 实验步骤如下： （1）按上述实验步骤，研究反应时间对反应的影响，分别为 0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h，从而得到最佳的反应时间； （2）在上述基础上，研究反应温

39、度对反应的影响，温度分别为 600C、700C、800C、900C、1000C，从而得到一个最佳的反应温度； （3）最后，将生成的产物洗涤、过滤、烘干、并进行表征。 实验流程图与 2.2.2 相似。 2.2.6 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮合铜（五羟基二苯甲酮合铜（） 、铋（、铋（）配合物的合成）配合物的合成 毕业论文 9 按 Cu(NO3)2：Bi(NO3)3：BP=1：1：2（物质的量的比）分别称取固体质量，在常温下 用 2%NaOH 溶液将 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮充分溶解，控制溶液 pH 值 9-10，与 Cu(NO3) 2、Bi(NO3)3溶液混合，恒温 700C，搅

40、拌加热回流 1h，反应结束后冷却、静置，待出现大 量沉淀，抽滤，将沉淀多次用去离子水洗涤，过滤，干燥得黑色粉末。而后寻找反应的最 佳条件，探讨反应时间、溶液 pH 度对产物产率的影响。 实验步骤如下： （1）按上述实验步骤，研究反应时间对反应的影响，分别为 0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h，从而得到最佳的反应时间； （2）在上述基础上，研究反应温度对反应的影响，温度分别为 600C、700C、800C、900C、1000C，从而得到一个最佳的反应温度； （3）最后，将生成的产物洗涤、过滤、烘干、并进行表征。 实验流程图与 2.2.2 相似。 2.2.7 分析测试方法分析测试方法 2.2

41、.7.1 红外分析法红外分析法（IR） 利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定，将一束不同波长的红外射线照射到物质 的分子上，某些特定的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱，每种分子都有由 其组成和结构决定的独有红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定，红外光谱 分析可用于研究分子的结构和化学键，也可以作为表征和鉴别化学物种的方法。 所制得的 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的金属配合物粒子的傅里叶变换红外光谱测试在 岛津 PE1730 上进行的，采用固体粉末试样制备，与 KBr 以 1：100 的比例混合后采用 KBr 粉末压片。 2.2.7.2 热重分析法热重分析法（TG）

42、热重分析法（TG）是在升温、恒温或降温过程中，观察样品的质量随温度或时间的函 数。广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各 领域的研究开发、工艺优化与质量监控。主要研究材料的主要特性：热稳定性、吸附与解 吸、成分的定量分析、水分与挥发物、分解过程、氧化与还原、添加剂与填充剂影响，反 应动力学。 所制得的 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的金属配合物粒子用德国 Netzsch TG409PC 综合 热分析仪进行分析，通空气，升温到 9000C。 2.2.7.3 X-射线衍射分析法射线衍射分析法（XRD） X 射线衍射仪是固体物质分析的重要工具，其基本原理是用波

43、长为的 X 射线照射到 毕业论文 10 试样上，在不同的角度出现一系列不同强度的衍射峰，通过分析峰的位置、强度和形状， 可以知道试样的相组成、晶格常数、结晶度和颗粒尺寸。 工作方式：Cu 靶的 K为辐射源，管压为 40kV，管流为 40mA,扫描范围 2 为 5- 50， 扫描速率 0.4/s，扫描步长为 0.02。 所制得的 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的金属配合物粒子用 X-射线衍射仪进行分析。 2.2.7.4 核磁共振分析法（NMR） 核磁共振波谱分析法(NMR)是分析分子内各官能团如何连接的确切结构的强有力的工 具。 磁场中所处的不同能量状态（磁能级） 。原子核由质子、中子组成，

44、它们也具有自旋 现象。描述核自旋运动特性的是核自旋量子数 I。不同的核在一个外加的高场强的静磁场 （现代 NMR 仪器由充电的螺旋超导体产生）中将分裂成 2I1 个核自旋能级（核磁能级） ， 其能量间隔为 E。对于指定的核素再施加一频率为 的属于射频区的无线电短波，其辐射 能量 h 恰好与该核的磁能级间隔 E 相等时，核体系将吸收辐射而产生能级跃迁，这就是 核磁共振现象。 所制得的 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的金属配合物粒子用核磁共振仪进行分析。 2.2.7.5 能谱分析法能谱分析法（EDS） 样品在电镜电子束的激发下，放射出的特征 X-射线信号进入低温下的反偏置的 Si（Li）探测器

45、，X 射线光子的能量在硅晶体中形成电子空穴对，偏压收集它们形成一 个电荷脉冲，经电荷灵敏前置放大器又将其转变为电压脉冲，然后由脉冲处理器进一步放 大成形，最后由模数转换器和多道分析器根据电压值将脉冲分类而得到 X 射线的谱图数据， 经计算机对谱图进行处理，谱峰识别和定量分析，形成样品表面的组成元素及其含量的分 析结果。 将所制得的 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的金属配合物粒子用 X-射线衍射粉末衍射仪进 行分析。 3实验实验结果与讨论结果与讨论 3.1 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的合成实验结果分析五羟基二苯甲酮的合成实验结果分析 3.1.1 红外图谱分析红外图谱分析 2,2,3,

46、4,4-五羟基二苯甲酮红外谱图见图 1：4000350030002500200015001000 62 64 66 68 70 72 T% wavemumber / cm -1 3430 1615 1259 图 1 产物 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的红外谱图 毕业论文 11 Fig.1FT-IR spectrum of the product 2,2,3,4,4 -Pentahydroxybenzophenone 由图 1 可知，34343200cm-1的宽峰为缔合酚-OH 的伸缩振动，1615 cm-1的吸收为 C=O 伸缩振动，1595、1507、1454cm-1为苯环的骨架振动，

47、1259、1224cm-1的强吸收峰为 C-O 伸缩振动产生。 3.1.2 核磁共振分析核磁共振分析 采用 DMSO 为溶剂，将样品充分溶解，其 1HNMR 谱图如图 2 所示: 1211109876543210 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 g(1H) (ppm) a b cd e f g h i j d(1H) e(1H)c(1H) a(1H) b(1H) h(1H) f i j(3H) 图 2 产物 2,2,3,4,4-五羟基二苯甲酮的核磁共振图 Fig.2 1H NMR spectrum of the product 2,2,3,4,4 -Pentahy

48、droxybenzophenone 由图 2 可以看出，1HNMR 谱图中 =2.5 和 =3.2 处的两组峰为氘代溶剂 CD3SOCD3 的干扰峰； 值 11.28.6 的五个单峰归属为苯环上 5 个酚氧基上 H 的峰，Hd与 He位于 C=O 的邻对位，化学环境接近故其化学位移也相近，=11.2 处的峰归属于 Hd，Hd处在拉 电子基团 C=O 的邻位，电子云密度降低向化学位移高的方向移动；=10.9 处的峰归属于 He，因为它处于 C=O 的对位但离 C=O 稍微较远，使所以 HeHd。而另一苯环上 C=O 邻对位酚-OH 上的 Hc与 Ha的化学环境接近使其化学位移也接近，邻位的酚羟基氢即 Hc 离 C=O 较近故电子云密度较低，所以 HcHa；Hc=10.3，Ha =9.8。=8.6