TỔNG hợp DENDRIMER POLYAMIDOAMINE (PAMAM) từ ETHYLENEDIAMINE và METHYLACRYLATE

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 C) Methyl Acrylate CH 2 =CH 2 COOCH 3 Chất lỏng không màu, bốc mùi mạnh, mùi khó chịu, rất độc. 86.09 0.95 79-81 -74 Ethylenediamine H 2 N-CH 2 -CH 2- NH 2 Chất lỏng không màu, bốc mùi mạnh, mùi khó chịu, rất độc. 60.10 0.9 116 11 Methanol CH 3 OH Chất lỏng không màu, 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 UPAE 117537 Hình 3.1: Máy cô quay chân không Hình 3.2: Tủ hút chân không 2 Hình 3.3: Tủ sấy Hình 3.4: Máy đo phổ IR 2.1.3. Tiến hành thí nghiệm 3 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP DENDRIMER POLYAMIDOAMINE (PAMAM) 4 Dendrimer G(2.5) Dendrimer G(3.0) Ethylenediamine Methanol Ethylenediamine Methanol Methylacrylate Methanol Dendrimer G(-0.5) Dendrimer G(0) Dendrimer G(0.5) 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 • 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 24 giờ . Trong lúc cô quay cho methanol vào để đuổi hết methylacrylate còn dư. 2.1.3.2 Tổng hợp polyamine G=0 • Tiến hành phản ứng Cho ethylenediamine (340ml, 300g, 5mol) vào bình cầu 2 cổ, sau đó cho thêm 400ml methanol vào rồi khuấy hỗn hợp trên ở nhiệt độ phòng. Hòa tan G(-0.5) (40g, 0.1mol) 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. Tỉ lệ số mol giữa ethylenediamine và G=-0.5 là 50:1 5 • Tinh chế sản phẩm Dùng phương pháp cô quay ở điều kiện áp suất thấp âm 700-750 mmHg, nhiệt 42 0 C trong 5 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. 2.1.3.3. Tổng hợp polyester thế hệ thứ nhất G=0.5 • 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 C, áp suất thấp âm 700-750 mmHg) nên phải dùng hợp 6 toluen và methanol với tỷ lệ 9:1. Sau khi loại bỏ hết ethylendiamine ta dùng methanol để loại bỏ phần toluen còn dư. 2.1.3.5. Tổng hợp polyester thế hệ thứ hai G=1.5 • Tiến hành phản ứng Cho 100ml methanol vào bình cầu 2 cổ 1000ml, sau đó cho tiếp methylacrylate (28ml, 26,8g, 0.308mol) vào rồi khuấy hỗn hợp trên ở nhiệt độ phòng. Hòa tan G(1.0) (26g, 0.02mol) 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=1 là 15:1 • 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. 2.1.3.6. Tổng hợp polyamine thế hê thứ hai G=2.0 • Tiến hành phản ứng Cho ethylenediamine(236ml, 214g, 3.562mol) vào bình cầu 2 cổ, sau đó cho thêm 300ml methanol vào rồi khuấy hỗn hợp trên ở nhiệt độ phòng. Hòa tan G(1.5) (20g, 0.008mol) 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 7 ngày ở nhiệt độ phòng. Tỉ lệ số mol giữa ethylenediamine và G=1.5 là 445:1 • 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 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 • Tiến hành phản ứng Cho ethylenediamine (180ml, 162g, 2.73mol) vào bình cầu 2 cổ, sau đó cho thêm 230ml methanol vào rồi khuấy hỗn hợp trên ở nhiệt độ phòng. Hòa tan G(2.5) (20g, 0.0033mol) 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 8 ngày ở nhiệt độ phòng. Tỉ lệ số mol giữa ethylenediamine và G=2.5 là 820:1 • 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 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. 8 2.2. TỔNG HỢP NANO COMPOSITE Ag/DENDRIMER PAMAM 2.2.1. Hóa chất - Dendrimer ở các thế hệ - Dung dịch AgNO 3 0.02M - Dung dịch NaBH 4 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 PAMAM 10 Dung dịch AgNO 3 Dendrimer PAMAM Nước cất Dung dịch NaBH 4 Hòa tan Khuấy 1h Dung dịch Ag + /PAMAM Khuấy 30 phút Dung dịch nano (Có màu đặc trưng) [...]... 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 N2 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... 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... 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  KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ TẠO THÀNH NANOCOMPOSITE Ag /DENDRIMER (PAMAM) Ta tiến hành khảo sát sự tạo thành các nanocomposite Ag /Dendrimer PAMAM với các dendrimer PAMAM G=2.5 và G=3.0 theo nồng độ dendrimer PAMAM và hàm lượng AgNO3  Nồng độ của dendrimer PAMAM (CM) Hòa... 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 đỏ đậm trong suốt 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... trường khí trơ và không có ánh sáng Màu của dung dịch chuyển từ vàng nhạt sang vàng đậm đến đỏ nâu 2.2.3.2 Tổng hợp nanocomposit Ag /Dendrimer (PAMAM) G=1.5 Hòa tan 0.07g G(1.5) 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...2.2.3.1 Tổng hợp nanocomposit Ag /Dendrimer (PAMAM) G=1.0 Hòa tan 0.28g G(1.0) vào 20ml nước cất rồi cho vào bình cầu 2 cổ 250ml, 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 NaBH4 0,4M và cho vào bình, khuấy đều trong 30 phút Phản ứng được thực hiện môi trường khí trơ và. .. phổ trên thì kết quả tổng hợp SP1 (G-0.5) đã đúng theo lý thuyết Và nó đóng vai trò quan trọng để tổng hợp các thế hệ tiếp theo Các nhánh đã được thế hoàn toàn nên trên phổ MS chỉ xuất hiện mũi tại M=405 So với phổ chuẩn của tác chất thì không còn tác chất dư sau phản ứng, tất cả đã được lọai bỏ tốt trong quá trình cô quay 3.2 Tổng hợp polyamine G=0 3.2.1 Đặc điểm - Sản phẩm có màu vàng nhạt, độ nhớt...  Hàm lượng AgNO3 Qua khảo sát các nồng độ của dendrimer, tôi chọn dendrimer G=2.5 có CM=0.1625.10-3 mol/l và dendrimer G=3.0 có C M=0.125.10-2 mol/l để khảo sát sự tạo thành nanocomposite theo hàm lượng AgNO3 Cho 20ml dung dịch dendrimer G=2.5(C M=0.1625.10-3 mol/l) vào bình cầu 2 cổ 250ml, , khuấy đều dung dịch trên ở nhiệt độ phòng Sau đó cho tiếp vào bình dung dịch AgNO3 0,02M bằng kim tiêm theo... bình của hạt là d=12.17167 nm Và điều đó có thể nói rằng dendrimer G2.5 là nano polymer Nhưng vấn đề còn chưa được là kích thước hạt chưa thật đều nhau, sai biệt giữa các hạt còn rất lớn Có thể đi đến kết luận chung là polyester dendrimer hay polyamine dendrimer thì chúng đều có kích thước nano 3.8 Tổng hợp polyamine thế hệ thứ ba G=3.0 3.8.1 Đặc điểm - Sản phẩm đục, có màu vàng đậm - Công thức cấu tạo... chúng ở quá gần nhau và bị trùng lấp Có các vạch ở 13C và 1H MNR có một số vạch phụ nên có thể G0.5 còn dư sau phản ứng hay có thể là methanol hay EDA Trên phổ 13 C không thấy xuất hiện mũi tại vùng gần 130 ppm nên chắc chắn methylacrylate và toluene không thể còn lại trong sản phẩm Hình 3.8:K ết quả so sánh màu sắc 4 thế hệ đầu tiên Nhận xét: chúng có màu vàng đậm dần, các thế hệ G0 và G1 đục hơn so với . ĐỒ TỔNG HỢP DENDRIMER POLYAMIDOAMINE (PAMAM) 4 Dendrimer G(2.5) Dendrimer G(3.0) Ethylenediamine Methanol Ethylenediamine Methanol Methylacrylate Methanol Dendrimer G(-0.5) Dendrimer . 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. 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