H 2O 2+ RCOO RCOOO + 2O
3.2.2. Khảo sát cấu trúc của cao su thiên nhiên lỏng epoxy hóa
3.2.2.1. Khảo sát cấu trúc của cao su thiên nhiên lỏng epoxy bằng phổ hồng ngoại
Trong phổ hồng ngoại của cao su thiên nhiên lỏng (hình 3.1) và cao su thiên nhiên lỏng epoxy (hình 3.5) đều có các vân phổ đặc trưng cho cấu trúc cis
– 1,4 – poliisopren. Ngoài ra trong phổ hồng ngoại của cao su thiên nhiên lỏng epoxy còn xuất hiện thêm các vân phổ đặc trưng cho nhóm epoxy được tạo thành (876 cm-1, 1224 cm-1). Điều đó cho thấy chỉ có một số liên kết đôi trong phân tử cao su bị epoxy hóa.
Hình 3.5: Phổ hồng ngoại của cao su thiên nhiên lỏng epoxy hóa 3.2.2.2. Khảo sát cấu trúc của cao su thiên nhiên lỏng epoxy hóa bằng các phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân (1H – NMR, 13C – NMR và DEPT)
Trong phổ 1H – NMR (hình 3.6) của cao su thiên nhiên lỏng epoxy, ngoài các đỉnh phổ với độ dịch chuyển hóa học đặc trưng cho cấu trúc cis – 1,4 – poliisopren của cao su thiên nhiên lỏng: δ = 1,67 ppm (CH3), δ = 2,04 ppm (CH2), δ = 5,13 ppm (CH), còn quan sát thấy sự xuất hiện của đỉnh phổ với δ = 2,70 ppm là của proton trong nhóm metin (CH) liên kết trực tiếp với vòng oxiran. Vạch tín hiệu này cũng được các nhà khoa học lấy làm cơ sở để tính toán định lượng hàm lượng epoxy trong các mẫu cao su thiên nhiên epoxy bằng phương pháp 1H – NMR.
Hình 3.6: Phổ 1H – NMR của cao su thiên nhiên lỏng epoxy hóa
Phổ 13C – NMR của cao su thiên nhiên lỏng epoxy hoá (hình 3.7) với độ dịch chuyển hóa học của năm nguyên tử cacbon trong cấu trúc cis – 1,4 – poliisopren của cao su thiên nhiên lỏng là : δ = 32,2 ppm (C1), δ = 135,0 ppm (C2), δ = 125,1 ppm (C3), δ = 26,4 ppm (C4), δ = 23,4 ppm (C5). C C CH2 CH3 H CH2 C C CH2 CH3 H CH2 C C CH2 CH3 H CH2 ... ... 1 2 3 4 4 4 2 1 1 2 3 3 5 5 5
Ngoài ra trong phổ 13C – NMR của cao su thiên nhiên lỏng epoxy còn xuất hiện thêm nhiều đỉnh phổ do sự epoxy hóa các liên kết đôi trong cao su thiên nhiên lỏng: δ = 134,3 ppm (C6), δ = 125,7 ppm (C7), δ = 23,9 ppm (C8), δ =
27,1 ppm (C13), δ = 28,7 ppm (C14), δ = 135,7 ppm (C15), δ = 124,5 ppm (C16), δ = 134,7 ppm (C17), δ = 124,9 ppm (C18), δ = 26,2 ppm (C19), δ = 29,7 ppm (C20). O 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 10 O 17 18 O O O 19 20
Một số công thức cấu tạo của cao su thiên nhiên epoxy hóa
Hình 3.8: Phổ DEPT của cao su thiên nhiên lỏng epoxy hóa
Từ các kết quả nghiên cứu phổ hồng ngoại, 1H – NMR, 13C – NMR và DEPT của cao su thiên nhiên lỏng epoxy, có thể thấy rằng cao su thiên nhiên lỏng đã được điều chế bằng phản ứng giữa cao su thiên nhiên lỏng có nhóm phenylhydrazon cuối mạch với axit peraxetic. Cao su thiên nhiên lỏng epoxy này có cấu trúc về cơ bản vẫn giữ nguyên cấu hình cis – 1,4 – poliisopren của cao su thiên nhiên ban đầu.
KẾT LUẬN
1. Đã điều chế được cao su thiên nhiên lỏng bằng phương pháp cắt mạch cao su thiên nhiên bởi tác nhân phenyl hydrazin/Fe2+ và điều chế cao su thiên nhiên lỏng epoxy hóa từ cao su thiên nhiên lỏng bằng H2O2 và axit axetic.
2. Đã khảo sát cấu trúc của cao su thiên nhiên lỏng và cao su thiên nhiên lỏng epoxy hóa điều chế được bằng các phương pháp: phổ hồng ngoại, 1H – NMR, 13C – NMR và DEPT. Các dữ liệu phổ đã xác nhận cấu trúc cis – 1,4 – isopren của cao su không bị thay đổi và sự có mặt của phenyl hydrazon trong cao su thiên nhiên lỏng và nhóm epoxy trong cao su thiên nhiên lỏng epoxy hóa.
Việc epoxy hóa cao su thiên nhiên lỏng bằng H2O2 và axit axetic còn một số vấn đề mới, chưa được nghiên cứu cặn kẽ. Trong khi thời gian, khuôn khổ khóa luận không cho phép nên một số yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng như: dung môi, nhiệt độ, tỷ lệ số mol isopren/số mol axit và tỷ lệ số mol isopren/số mol H2O2, v v... sẽ được chúng tôi tiếp tục nghiên cứu sau.