Chương 2: THỰC NGHIỆM
2.1TỔNG HỢP DENDRIMER POLYAMIDOAMINE (PAMAM) TỪ
ETHYLENEDIAMINE VÀ METHYLACRYLATE
2.1.1. Hóa chất
- Methyl Acrylate
- Ethylenediamine
- Methanol
- Toluen
Trạng thái
(nhiệt độ phòng)
Khối
lượng
phân tử
(g/mol)
Khối
lượng
riêng
(g/cm
3
)
Nhiệt
độ sôi
(
0
C)
Nhiệt
độ
nóng
chảy
(
0
rất độc.
32.04 0.79 64.5 -98
Toluen
C
6
H
5
OH
Chất lỏng không màu,
bốc mùi mạnh, rất độc.
92 0.87 110 -95
2.1.2. Dụng cụ - Thiết bị
1
Tính chất
vật lý
Tên hóa chất
2.1.2.1. Dụng cụ:
- Bình cầu cổ nhám hai cổ 1000ml
- Bình cầu cổ nhám một cổ 1000ml
- Ống đong 100ml
- Becher 100ml, 250ml
- Cân kĩ thuật số
- Khóa nhám dùng để cung cấp khí N
2
cho phản ứng
2.1.2.2. Thiết bị
- Máy cô quay chân không Bũchi Rotavapor R-200, Heating Bath B-490
- Tủ hút chân không OV-01
- Máy khuấy từ có hiệu chỉnh nhiệt độ: OMNILAB, type RCT S26 batch Inpected
Dendrimer
G(1.0)
Ethylenediamine
Methanol
Ethylenediamine
Methanol
Methylacrylate
Methanol
Methylacrylate
Methanol
Dendrimer
G(1.5)
Dendrimer
G(2.0)
Ethylenediamin
Methanol
Methylacrylate
Methanol
Hình: Hệ phản ứng
2.1.3.1 Tổng hợp sản phẩm core G=-0.5
• Tiến hành phản ứng
Cho 100ml methanol vào bình cầu 2 cổ 1000ml, sau đó cho tiếp methylacrylate
(140g, 148ml, 1.628mol) vào rồi khuấy hỗn hợp trên ở nhiệt độ phòng. Hòa tan
ethylenediamine (20g, 22ml, 0.332mol) vào 100ml methanol rồi cho từ từ từng giọt vào
bình trên và làm lạnh bình ở 0
0
C trong 1 giờ. Sau đó thực hiện phản ứng trong môi
trường khí trơ và không có ánh sáng ở nhiệt độ phòng trong 48 giờ. Tỉ lệ số mol giữa
ethylenediamine và methylacrylate là 5:1
• Tiến hành phản ứng
Cho 100ml methanol vào bình cầu 2 cổ 1000ml, sau đó cho tiếp methylacrylate
(54ml, 51.6g, 0.6mol) vào rồi khuấy hỗn hợp trên ở nhiệt độ phòng. Hòa tan G(0) (32g,
0.06mol) vào 100ml methanol rồi cho từ từ từng giọt vào bình trên và làm lạnh bình
trong 1 giờ. Sau đó thực hiện phản ứng trong môi trường khí trơ và không có ánh sáng ở
nhiệt độ phòng trong 48 giờ.Tỉ lệ số mol giữa methylacrylate và G=0 là 10:1
• Tinh chế sản phẩm
Làm sạch sản phẩm bằng cách cô quay ở áp suất âm 700-750 mmHg, nhiệt độ 40
0
C
trong 4 ngày. Trong lúc cô quay cho methanol vào để đuổi hết methylacrylate còn dư.
2.1.3.4. Tổng hợp polyamine thế hê thứ nhất G=1.0
• Tiến hành phản ứng
Cho ethylenediamine (260ml, 240g, 3.976mol) vào bình cầu 2 cổ 1000ml, sau đó
cho thêm 400ml methanol vào rồi khuấy hỗn hợp trên ở nhiệt độ phòng. Hòa tan G(0.5)
(20g, 0.016mol) trong 100ml methanol rồi cho từ từ từng giọt vào bình trên và làm lạnh
bình ở 0
0
C trong 1 giờ. Sau đó thực hiện phản ứng trong môi trường khí trơ và không có
ánh sáng ở nhiệt độ phòng trong 96 giờ ở nhiệt độ phòng. Tỉ lệ số mol giữa
ethylenediamine và G=0.5 là 248:1
• Tinh chế sản phẩm
Dùng phương pháp cô quay ở điều kiện áp suất thấp âm 700-750 mmHg, nhiệt độ
42
0
C trong 6 ngày. Vì nhiệt độ sôi của ethylenediamine là 116
0
C nên khó có thể tách nó
trong lúc cô quay (nhiệt độ <50
0
• Tinh chế sản phẩm
Dùng phương pháp cô quay ở điều kiện áp suất thấp âm 700-750 mmHg, nhiệt độ
42
0
C trong 6 ngày. Vì nhiệt độ sôi của ethylenediamine là 116
0
C nên khó có thể tách nó
trong lúc cô quay (nhiệt độ <50
0
C, áp suất thấp âm 700-750 mmHg) nên phải dùng hợp
toluen và methanol với tỷ lệ 9:1. Sau khi loại bỏ hết ethylendiamine ta dùng methanol
để loại bỏ phần toluen còn dư.
7
2.1.3.7. Tổng hợp polyester thế hệ thứ ba G=2.5
• Tiến hành phản ứng
Cho 100ml methanol vào bình cầu 2 cổ 1000ml, sau đó cho tiếp methylacrylate
(21.2g, 22ml, 0.246mol) vào rồi khuấy hỗn hợp trên ở nhiệt độ phòng. Hòa tan G(2.0)
(20g, 0.006mol)vào 100ml methanol rồi cho từ từ từng giọt vào bình trên và làm lạnh
bình ở 0
0
C trong 1 giờ. Sau đó thực hiện phản ứng trong môi trường khí trơ và không có
ánh sáng ở nhiệt độ phòng trong 96 giờ ở nhiệt độ phòng.Tỉ lệ số mol giữa
methylacrylate và G=2.0 là 41:1
• Tinh chế sản phẩm
Làm sạch sản phẩm bằng cách cô quay ở áp suất âm 700-750 mmHg, nhiệt độ
40
0
C trong 4 ngày. Trong lúc cô quay cho methanol vào để đuổi hết methylacrylate còn
dư.
2.1.3.8. Tổng hợp polyamine thế hê thứ ba G=3.0
0.4M
- Nước cất
2.2.2. Dụng cụ - Thiết bị
- Bình cầu 2 cổ 250ml
- Khóa nhám cung cấp khí N
2
- Ống đong 5ml, 10ml
- Pipet 0.2ml, 1ml, 2ml
- Cốc thủy tinh 50ml, 100ml
- Kim tiêm
- Cá từ
- Giấy bạc
- Bong bóng
- Máy khuấy từ
2.2.3. Tiến hành thí nghiệm
9
SƠ ĐỒ TỔNG HỢP NANO BẠC TRÊN DENDRIMER PAMAM10
Dung dịch
AgNO
3
Dendrimer PAMAM
Nước cất
Dung dịch
NaBH
4
Hòa tan
Khuấy 1h
2.2.3.3. Tổng hợp nanocomposit Ag/Dendrimer (PAMAM) G=2.0
Hòa tan 0.65g G(2.0) vào 20ml nước cất rồi cho vào bình cầu 2 cổ 250ml, xả khí N
2
vào bình và dùng giấy bạc che ánh sáng bình phản ứng, khuấy đều dung dịch trên ở
nhiệt độ phòng. Sau đó cho tiếp vào bình 0,2ml dung dịch AgNO
3
0,02M bằng kim
tiêm, khuấy tiếp tục trong 1 giờ. Kế tiếp dùng kim tiêm lấy 0,1ml dung dịch NaBH
4
0,4M và cho vào bình, khuấy đều trong 30 phút. Màu của dung dịch chuyển từ vàng
nhạt sang vàng đậm hơn rồi đến vàng cam.
2.2.3.4. Tổng hợp nanocomposit Ag/Dendrimer (PAMAM) G= 2.5
Hòa tan 0.01875g G(2.5) vào 20ml nước cất rồi cho vào bình cầu 2 cổ 250ml, xả khí
N
2
vào bình và dùng giấy bạc che ánh sáng bình phản ứng, khuấy đều dung dịch trên ở
nhiệt độ phòng. Sau đó cho tiếp vào bình 0,2ml dung dịch AgNO
3
0,02M bằng kim
tiêm, khuấy tiếp tục trong 1 giờ. Kế tiếp dùng kim tiêm lấy 0,1ml dung dịch NaBH
4
0,4M và cho vào bình, khuấy đều trong 30 phút. Màu của dung dịch chuyển từ không
màu sang màu vàng cam đậm.
11
2.2.3.5. Tổng hợp nanocomposit Ag/Dendrimer (PAMAM) G=3.0
Hòa tan 1.38g G(3.0) vào 20ml nước cất rồi cho vào bình cầu 2 cổ 250ml, xả khí N
2
vào bình và dùng giấy bạc che ánh sáng bình phản ứng, khuấy đều dung dịch trên ở
nhiệt độ phòng. Sau đó cho tiếp vào bình 0,2ml dung dịch AgNO
3
M
(mol/l)
1 G2.5E 0.075 0.65.10
-3
2 G2.5F 0.0375 0.325.10
-3
3 G2.5G 0.01875 0.1625.10
-3
4 G2.5H 0.00937 0.8125.10
-4
5 G2.5K 0.00468 0.4.10
-4
6 G2.5L 0.0023 0.2.10
-4
7 G2.5M 0.00117 0.1.10
-4
12
Bảng số liệu (b)
Hàm lượng AgNO
3
Qua khảo sát các nồng độ của dendrimer, tôi chọn dendrimer G=2.5 có
C
M
=0.1625.10
-3
mol/l và dendrimer G=3.0 có C
M
=0.125.10
-2
-2
2 G3B 0.6909 0.5.10
-2
3 G3C 0.345 0.25.10
-2
4 G3D 0.172 0.125.10
-2
5 G3E 0.086 0.065.10
-2
6 G3F 0.043 0.0325.10
-2
STT Tên mẫu
AgNO
3
(ml)
NaBH
4
(ml)
1 G2.5G 0 0
2 G2.5G0K 0.1 0.1
3 G2.5G0 0.15 0.15
4 G2.5G1 0.2 0.2
5 G2.5G2 0.25 0.25
6 G2.5G3 0.3 0.3
7 G2.5G4 0.35 0.35
8 G2.5G5 0.4 0.4
Cho 20ml dung dịch dendrimer G=3.0(C
M
=0.125.10
-3
4 G3D2 0.2 0.2
5 G3D3 0.3 0.3
6 G3D4 0.4 0.4
7 G3D5 0.5 0.5
8 G3D6 0.6 0.6
Tính chất quang học của nanocomposite được xác định bằng phổ UV – vis đo trên
máy UV – 2450 – Shimadzu
5.4.2. Kính hiển vi điện tử quang học truyền qua (TEM)
Cho thấy được sự phân tán và kích thước tinh thể bạc trong nanocomposite.
Chương 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN
3.1. Tổng hợp sản phẩm core G=-0.5
3.1.1. Đặc điểm
- Sản phẩm có màu vàng, trong suốt, sệt như dầu.
- Công thức cấu tạo
N
N
OMe
OMe
O
O
O
OMe
OMe
O
Hình 3.1: Mẫu G=-0.5
3.1.2. Kết quả đo phổ
15
Phổ IR
1740 C=O
CO
2
e
CH
3
)
2
]
2
Hình 3.2 : Vị trí phổ NMR của mẫu G=-0.5
* Phổ
13
C NMR:
16
A 49
B 51
C 32
D 173
E 52
Bảng 3.3. Kết quả phổ
13
C NMR của mẫu G=-0.5
Khối phổ MS
405 M+H
319
M-
(CH
2
CH
O
O
NH
O
N
N
Hình 3.3: Mẫu G=0
3.2.2. Kết quả đo phổ
Phổ IR
3374 OH
1641 C=O
3400-3200
NH và NH
2
bị che
bởi OH
Bảng 3.5. Kết quả phổ IR của mẫu G=0
Phổ NMR
(
a
CH
2
a
CH
2
)[N (
b
CH
C 2.8 8H
E 7.5 4H
F 3.45 8H
G 2.3 12H
H 2.4 8H
Bảng 3.6. Kết quả phổ
1
H NMR của mẫu G=0 *Phổ
13
C NMR:
19
Bảng 3.7. Kết quả phổ
13
C NMR của mẫu G=0
Khối phổ MS
517 M+H
457
Mất (NH
2
-CH
2
-CH
2
-NH
2
)
403
phổ. Các tác chất phản ứng là EDA và MA đã được loại sạch.
20
A 50.6
B 52
C 41
D 173
F 42
G 34
CH
3
của MeOH
50.5
3.3. Tổng hợp polyester thế hệ thứ nhất G=0.5
3.3.1. Đặc điểm
- Sản phẩm màu vàng đậm hơn, sánh hơn hai sản phẩm đầu.
- Công thức cấu tạo
N
NH
N
N
NH
OMe
O
OMe
OMe
N
O
OMe
NH
O
a
CH
2
)[N (
b
CH
2
c
CH
2
d
CO
e
NH
f
CH
2
g
CH
2
N(
h
CH
2
i
CH
2
* Phổ
13
C NMR:
22
A 49.2
B 51.4
C 37.2
D 173
F 51.6
G 51.3
J 172
K 53
Bảng 3.11. Kết quả phổ
13
C NMR của mẫu G=0.5
Khối phổ MS
1206 M
1120 M-(CH
2
CH
2
COO-CH
3
)
517 SP2+H
Bảng 3.12. Kết quả phổ MS của mẫu G=0.5
3.3.3. Bàn luận
- Trên phổ
13
C dư 5 vạch tại các vị trí 50.1, 49.7, 33.8, 32.7, 2.31 là các mũi trùng với
NH
2
NH
2
O
O
O
O
O
O
NH
NH
NH
NH
NH
2
NH
NH
NH
2
N
NH
2
N
NH
2
O
O
O
O
e
NH
f
CH
2
g
CH
2
N(
h
CH
2
i
CH
2
j
CO
2
k
NH
l
CH
2
m
CH
2
A 44.8
B 41.5
C 37.8
D 173
E 50.5
G 44.8
H 34.3
I 33.9
J 173
L 50.1
Bảng 3.15. Kết quả phổ
13
C NMR của mẫu G=1.0
Khối phổ MS
1428 M4-H
1368 M4-60
516 M2-H
Bảng 3.16. Kết quả phổ MS của mẫu G=1.0
3.4.3. Bàn luận
25
Copyright: Tài liệu đại học ©