o-羧甲基壳聚糖支载色素和负载催化剂的合成和表征

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1、O-羧甲基壳聚糖支载色素和负载催化剂的合成和表征SynthesisandCharacterizationofO-CarboxymethylChitosanGraftedColorantsandSupportedCatalysts一级学科：化学学科专业：有机化学研究生：吕东军指导教师：张明杰教授天津大学二零一七年五月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我

2、一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要O-羧甲基壳聚糖生物相容性好，可接枝食用色素成为高分子色素，从而避免被人体

3、摄入，以提高食用色素安全性。本文以O-羧甲基壳聚糖为载体，采用多种合成路线接枝偶氮色素、蒽醌衍生物制备高分子色素，并评价其抗还原能力和细胞毒性。（1）偶氮色素日落黄、诱惑红通过磺酰氯化后，与O-羧甲基壳聚糖接枝，制备了两种高分子色素。红外光谱、核磁氢谱、凝胶色谱和元素分析表征分析结果表明，两种色素接枝成功，接枝率分别为29.1%和33.3%。NADH还原和细胞毒性测定结果表明，高分子色素抗还原能力提高、细胞毒性明显降低。（2）先将日落黄、诱惑红、苋菜红的偶合组分进行酰氯化，再与O-羧甲基壳聚糖接枝，最终与重氮盐进行偶合反应得到高分子色素，测定接枝率分

4、别达到35.6%、46.9%和44.8%，此合成路线保留了-SO3H基团，提高了高分子色素水溶性，溶解度分别达9.2g/100g、7.4g/100g和7.8g/100g。（3）以色素结构中羟基为位点，以乙氧基为桥基，将橙黄II、日落黄、胭脂红和苋菜红分别接枝到O-羧甲基壳聚糖上，制得四种高分子色素，测定接枝率分别达32.8%、31.6%、31.0%和30.5%，乙氧基的亲水性也明显提高了高分子色素的水溶性。（4）通过溴化的蒽醌类衍生物与O-羧甲基壳聚糖上活性氨基间的Ullmann缩合反应，制备得到六种高分子色素。细胞毒性测试结果表明，其IC50值均大

5、于7.6g/L，具有较低细胞毒性。利用O-羧甲基壳聚糖对金属离子的配位作用，实现了金属催化剂的回收再利用：（1）通过O-羧甲基壳聚糖与钯、镍的配位作用，制得两种负载催化剂。红外光谱、X-射线粉末衍射、扫描电镜能谱和等离子体发射光谱分析结果表明，钯和镍在O-羧甲基壳聚糖上成功负载，其负载量分别为8.3%和8.9%；催化剂催化芳基卤化物和丙烯酸正丁酯间Heck偶联反应实验结果表明，制得的催化剂具有良好催化活性；催化芳基碘化物和溴化物所得产物产率分别达到99%和96%；循环使用5次后，产物收率仍分别大于90%和70%，表明催化剂回收再利用性较好。（2）在(

6、R)-BINAP(O)与O-羧甲基壳聚糖（OMCS）配位作用下，制得负载型钯催化剂(R)-BINAP(O)-Pd-OMCS，其催化三氟甲烷磺酸苯酯和2,3-二氢呋喃间不对称Heck偶联反应的产品转化率可达41.8%，对映体选择性ee值达89.6%，表明其具有较好催化活性和对映选择性。关键词：O-羧甲基壳聚糖，高分子色素，偶氮色素，蒽醌衍生物，负载催化剂，Heck偶联反应I万方数据ABSTRACTOwningtoitsexcellentbiocompatibility,O-carboxymethylchitosan(OMCS)isalwayschose

7、nasacarriertograftediblecolorantandfabricatepolymericcolorant,whichcanavoidtheuptakeofediblecolorantsbyhumanandimprovetheirsafety.Inourwork,aseriesofpolymericcolorantswerepreparedviadifferentsyntheticroutesbygraftingtheazoediblecolorantsandanthraquinonederivativesontoOMCS.Thean

8、ti-reductionpropertiesandcytotoxicityofthesepreparedpo