专业综合创新实验

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1、专业综合创新实验实验报告指导教师：焦体峰学院：环境与化学工程学院专业：2008 级化工工艺姓名：孙坤学号：间甲基红、氮三乙酸与 2-氨基苯并噻唑及 2-氨基苯并咪唑在有机溶剂作用下能否凝胶化的研究摘要在70-80水浴中，使有关有机溶剂及各有可能组装成凝胶的物质经超声波混合均匀后，经过一定时间的反应，待其冷却到室温后，观察其是否能发生凝胶现象。间甲基红和氮三乙酸都具有 N 的三键结构，在结构上也有分支，与 2-氨基苯并噻唑和 2-氨基苯并咪唑有可能形成三维网络结构，在某些有机溶剂的作用下有可能形成有机凝胶。本实验对间甲基红对 2-氨基丙噻唑及 2-氨基丙咪唑、氮三乙酸对 2-氨基丙噻唑及 2-氨

2、基丙咪唑在相关有机溶剂作用下是否发生凝胶现象进行探索研究。关键词凝胶；间甲基红；氮三乙酸；2-氨基丙噻唑；2-氨基丙咪唑凝胶是常见的一种物质形态。目前，凝胶已经遍及我们日常生活的各个方面。有机凝胶不同于水凝胶，它的主要成分是有机连续相。根据所用的凝胶剂的性质，有机凝胶也可以分为聚合物有机凝胶或小分子或小分子量有机凝胶。聚合物通过交联或缠绕形成的网络固定有机溶剂而成为物理和化学凝胶。同样的，某些小分子有机化合物也可以通过物理作用形成足够长的聚集体，这些聚集体进一步相互交叠，从而诱导有机溶剂凝胶。尤其是近年来，人们发现某些小分子量有机化合物能在浓度很低的情况下（Wt 2%）通过非共价键弱相互作用使

3、有机溶剂凝胶化，形成有机凝胶。其中小分子量有机化合物被称为小分子量有机凝胶剂，简称小分子有机凝胶。这类凝胶剂都有一些共同的特征，就是在有机溶剂中都是通过特殊的弱相互作用（如氢键、疏溶剂、范德华力、静电、偶极、或-堆积作用等）自组装形成一堆结构，这些一堆结构经过交联缠绕而形成三维网络结构，从而使有机溶剂凝胶化。与大分子凝胶相比，小分子凝胶具有以下特点：（1）形成凝胶的胶凝剂具有确定的分子结构和分子量；（2）小分子凝胶的三维网络结构是相对有序的分子组装构成的，而不是无序的大分子链构成；（3）小分子凝胶从单体到组装体再到三维网络结构都是通过分子间非共价键作用形成的，而大分子凝胶则主要靠共价键形成三维

4、网络结构；（4）小分子凝胶都属于屋里凝胶而大分子凝胶则主要为化学凝胶；（5）小分子凝胶在一定条件下可以转变成真溶液而大分子凝胶的最小单元尺寸一般都在胶体尺寸范围，所以小分子凝胶可以实现凝胶-溶液相转变，而大分子凝胶不是。1 实验部分1.1 试剂间甲基红，氮三乙酸，氮三乙酸，2-氨基丙咪唑，吡啶，甲苯，苯，硝基苯，四氢呋喃，三氯甲烷，乙酸乙酯，石油醚，乙醇胺，环戊酮，正己烷，苯胺，丙烯酸丁酯，环己酮，正丁醇，丙酮，N-N 二甲基甲酰胺（DMF），1,4-二氧六环，无水乙醇。1.2 相关分子结构间甲基红氮三乙酸2-氨基苯并噻唑2-氨基苯并咪唑1.3 实验方法称取分子量的间甲基红和分子量的 2-氨基

5、苯并噻唑各 19份，混合于各小试剂瓶中，分别加入吡啶、甲苯、苯、硝基苯、四氢呋喃、三氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚、乙醇胺、环戊酮、正己烷、苯胺、丙烯酸丁酯、环己酮、正丁醇、丙酮、N-N二甲基甲酰胺（DMF）、1,4-二氧六环、无水乙醇各3ml，在超声波作用下 1min，在 70 至80的水浴中加热 20min，然后置于室温中冷却 20min，观察凝胶现象。称取分子量的间甲基红和分子量的 2-氨基苯并咪唑各 19 份，以下实验与相同。称取分子量的氮三乙酸和分子量的 2-氨基苯并噻唑各 19 份，以下实验与相同。称取分子量的氮三乙酸和分子量的 2-氨基苯并咪唑各 19 份，以下实验与相同。2 结果与讨

6、论2.1 凝胶现象记录表 1药品及溶剂吡啶甲苯苯硝基苯四氢呋喃三氯甲烷乙酸乙酯石油醚乙醇胺环戊酮正己烷苯胺丙烯酸丁酯环己酮正丁醇丙酮DMF1,4-二氧六环无水乙醇完全溶解部分溶解部分溶解部分溶解少量沉淀完全溶解部分溶解不溶完全溶解完全溶解不溶完全溶解部分溶解完全溶解部分溶解部分溶解完全溶解部分溶解部分溶解间甲基红和 2-氨基苯并噻唑溶胶现象红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色红褐色完全溶解不溶不溶部分溶解部分溶解部分溶解不溶不溶完全溶解部分溶解不溶部分溶解不溶部分溶解部分溶解不溶完全溶解部分溶解部分溶解间甲基红和 2-氨基

7、苯并咪唑溶胶现象黑褐色红褐色红褐色黄褐色黄褐色黑褐色黄色黄褐色黄褐色黄褐色黄褐色黑褐色黑褐色黑褐色黑褐色黑褐色黑褐色红褐色红褐色图 1、间甲基红与 2-氨基苯并噻唑反应现象图图 2、间甲基红与 2-氨基苯并咪唑反应现象图表 2药品及溶剂氮三乙酸和 2-氨基苯并噻唑溶胶现象氮三乙酸和 2-氨基苯并咪唑溶胶现象吡啶完全溶解浅黄褐色部分溶解白色甲苯苯硝基苯四氢呋喃三氯甲烷乙酸乙酯石油醚乙醇胺环戊酮正己烷苯胺丙烯酸丁酯环己酮正丁醇丙酮DMF1,4-二氧六环无水乙醇部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解完全溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分

8、溶解浅黄褐色浅黄褐色浅黄褐色浅黄褐色浅黄褐色浅黄褐色浅黄褐色黄褐色黄褐色黄褐色黄褐色黄褐色黄褐色黄褐色黄褐色黄褐色黄褐色黄褐色部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解完全溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解部分溶解完全溶解部分溶解部分溶解白色浅黄褐色白色白色白色白色白色黄褐色白色白色黄褐色白色白色白色白色白色白色白色图 3、氮三乙酸与 2-氨基苯并噻唑反应现象图（部分）图 4、氮三乙酸与 2-氨基苯并咪唑反应现象图（部分）结论：表 1 和表 2 说明，没有凝胶形成2.2 结论分析凝胶是介乎固体与液体之间的的软固体物质，其最突出的特征在于体系中包含了的凝胶剂分子通

9、过物理或者化学的交联作用形成的三维网络结构，这种网络结构中包含了大量的溶剂。溶剂分子与网络结构中凝胶剂分子的相互作用以及毛细管作用使其失去流动性，从而被固定下来。与此同时，溶剂又通过自身的填充作用阻碍了网络结构的塌陷。然而，在本探索实验中，没有形成凝胶的原因可能就是间甲基红和 2-氨基苯并噻唑、间甲基红和 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-氨基苯并咪唑之间没有形成所谓的三维网络结构，有机溶剂不能被网住，也就缺少了凝胶的骨架结构，其流动性不能失去，故而还是成溶液状。没有形成凝胶的另一方面原因有可能是水浴温度条件，有可能是温度不合适，从而使三维网络结构不能形成。其更深层次不能形成凝胶的原因需待更进一步的定性、定量的实验探究，进一步的红外、电镜扫描分析才可知道，本文就不再阐述。