含雜環(huán)消光類精細化學品的分子設計與應用性能.pdf

1、二十一世紀以來，精細化工已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟的支柱產業(yè)，精細化學品品種數(shù)量已超過30000種，但卻仍然存在著精細化工率低、精加工產品少、環(huán)境污染嚴重等諸多問題。“十二五”期間，我國精細化工新產品研發(fā)的重點逐步轉移到產品結構化調整和分子化學等高新技術應用方面，其中關于消光類精細化學品的研究也日趨豐富。雜環(huán)類化合物是一類重要的精細化工中間體，因為其獨特的化學結構特點，顯示出有別于傳統(tǒng)苯系和萘系精細化工中間體的特性，逐漸應用于紫外線吸收劑、染

2、料等消光類精細化學品的合成中。為了改善消光類精細化學品消光性能差、上染率低造成的環(huán)境污染等問題，本文嘗試將雜環(huán)結構引入紫外線吸收劑和分散染料分子結構中，結合分子化學和計算化學等知識體系設計合成出多種雜環(huán)型紫外線吸收劑和分散染料，同時也對其應用性能進行對比。本研究為快速高效地開發(fā)消光類精細化學品提供完整的實驗依據(jù)和設計思路，也為找尋適用于疏水性纖維染色的染料結構篩選及性能預測奠定理論基礎。
　　首先，本文在密度泛函理論(DFT)和含

3、時密度泛函理論(TD-DFT)指導下模擬在苯并三唑類衍生物中引入吡啶酮和吡唑啉酮雜環(huán)基團，成功設計并合成了兩種具有優(yōu)越消光性能的雜環(huán)型苯并三唑類紫外線吸收劑BT-1和BT-2，通過紫外吸收光譜的測定發(fā)現(xiàn)理論模擬和實驗數(shù)據(jù)具有很好的相符性。對比商品苯并三唑紫外線吸收劑Tinuvin326發(fā)現(xiàn)，BT-1、BT-2在溶液中表現(xiàn)出更好的紫外吸收性能。分別將BT-1、BT-2染著在滌綸織物上，發(fā)現(xiàn)織物的紫外防護能力與紫外線吸收劑對織物的上染率有關

4、。
　　然后，本文在溶解度參數(shù)理論和分子建模理論指導下，設計合成了系列具有吡唑啉酮雜環(huán)結構的酰胺類分散染料，通過紫外光譜性能發(fā)現(xiàn)，雜環(huán)分散染料的摩爾消光系數(shù)高于偶氮及蒽醌分散染料。將雜環(huán)分散染料與C.I.分散黃16分別上染聚乳酸纖維，發(fā)現(xiàn)染料結構中取代基的類型對其在聚乳酸纖維上的染色性能影響很大，叔胺型染料上染率和染色牢度均優(yōu)于伯胺和仲胺型染料。通過染色動力學和熱力學研究發(fā)現(xiàn)，叔胺結構的酰胺類分散染料在聚乳酸纖維上有更好的擴散性能