聚天冬氨酸开题报告

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1、常州工程职业技术学院毕业论文开题报告（届）题目：聚天冬氨酸的合成学生：缪杰系：化工专业班级：精细1111指导教师：吴军专业技术职务：一、论文选题的意义随着各国工业生产的迅速发展，工业用水日益增多。水处理技术具有节水、节能、节材、提高产品质量等一系列特有功能，水处理剂则是水处理的重要技术保证，国内外研究最为活跃的领域之一是缓蚀阻垢剂。又因为人类的环保意识日渐增长，环境友好型(绿色)阻垢剂这个概念已被提出并成为21世纪水处理药剂的发展方向。聚天冬氨酸(Polyasparticacid)是受海洋动物代谢过程启发

2、而开发成功的一种绿色阻垢剂，特别适用于抑制冷却水、锅炉水及反渗透膜处理中的碳酸钙等的成垢，可防止垢堵塞管道和地层，提高热效率，阻止金属的腐蚀。聚天冬氨酸具有线型聚酰胺结构,是氨基连接的缩氨酸,类似蛋白质的酰胺键结构,分子链有α型和β型,具有良好的生物相容性,可在环境中快速完全降解,不会对环境产生影响。聚天冬氨酸，简称PASP，其制造工艺清洁,是公认的绿色阻垢剂和水处理剂的更新换代产品。二、国内外研究现状6PASP由于其优良的可生物降解性能以及在阻垢、缓蚀和添加剂等领域的广泛应用而引起了世界范围的关注。近十

3、年来，美国、日本、德国等发达国家相继开展了大量的有关聚天冬氨酸的研究工作，因此这些国家对聚天冬氨酸的研究相对成熟，而且大量投入生产。国内对聚天冬氨酸的研究起步较晚，但近几年也迅速开展起关于聚天冬氨酸合成工艺的进一步研究，探索不同合成途径与产物的结构、性能特点之间的关系，对于遴选具有最佳阻垢缓蚀性能的高效水处理剂有着十分重要的意义。PASP的合成主要有4种工艺路线[1]：⑴L-天冬氨酸为原料的热缩合法；⑵L-天冬氨酸的催化聚合法；⑶马来酸酐和氨水先进行化学反应，然后进行缩合聚合；⑷马来酸酐和铵盐或胺类物质反

4、应并直接聚合。以L-天冬氨酸为原料的热缩合法，其反应过程容易控制且重复性好，转化率高，可以制取低色度且相对分子量大的聚合物。缺点是天冬氨酸成本高，缺乏竞争力。同时，以马来酸酐为原料制得的产品相对分子量较小且产率偏低，温度高时容易使产品颜色加重。因此，需要开发既能降低成本、简化工艺过程又能提高产量和质量的合成方法。聚合原理（1）L-天冬氨酸直接热缩合L-天冬氨酸在有或无催化剂的条件下直接无水热缩合得到PSI，然后用碱溶液水解得到聚天冬氨酸。其基本反应为：6（2）马来酸酐（顺丁烯二酸酐）法以马来酸、马来酸酐、

5、富马酸等和能产生氨的含氮化合物为原料，加热反应制备得到PSI，然后用碱金属或碱土金属的氢氧化物水解来制备PASP。以马来酸酐为例，利用马来酸酐等与浓氨水直接液相聚合得聚天冬氨酸，反应方程式为：6三、论文研究的基本思路及欲解决的主要问题本试验以马来酸酐和碳酸铵为原料,采用间接聚合的方法合成PASP用马来酸酐水解得到马来酸,碳酸铵受热分解为CO2:和NH3,马来酸同氨气反应得到马来酸铵盐,马来酸铵盐热缩聚制备聚唬拍酞亚胺(PSI),然后用NaoH水解得到聚天冬氨酸的钠盐,并调节pH值,最后醇洗千燥得到聚天冬氨

6、酸(PASP)。研究了怎样对聚天冬氨酸的合成工艺进行优化改进。本研究以马来酸酐和氨水铵盐为原料，着重研究合成聚天冬氨酸时铵盐的种类马来酸酐与碳酸铵的比例、合成时间及合成温度对目的产物聚天冬氨酸产率和分子量的影响，并对聚天冬氨酸进行红外光谱分析以及初步研究它对钙盐的缓蚀阻垢性能。6四、已进行的前期准备及资料搜集情况实验药剂马来酸醉、碳酸馁、氢氧化钠、盐酸、乙醇、二甲基甲酞胺、二甲基硅油,生产厂家均为国药集团试剂有限公司,纯度均为分析纯。实验仪器与装置聚天冬氨酸的合成装置由四口烧瓶、分液漏斗、电动搅拌器、直形

7、冷凝管、温度计和真空抽湿系统组成合成方法与步骤a在装有分水器、回流冷凝器、温度计和搅拌器的真空抽湿装置中加入5g左右的马来酸配,一定量的碳酸钱及ZmL蒸馏水;b将上述混合物搅拌溶解后升温至60℃蒸干水分得白色固体,冷却至室温;c加入0.5一1.smL的催化剂(相对于每1g马来酸配,催化剂的用量为0.lmL一0.3mL),继续升温至160~200℃,使其发生聚合反应;d聚合反应0.5~1.sh后得棕黄色脆性固体Psl的粗产品;e用二甲基甲酞胺(bMF)搅拌、溶解、醇洗,得到纯化以后的Psl,取出备用;f在5

8、0℃条件下用smo呱氢氧化钠水溶液对PSI进行水解,水解时间为0.5h,冷却至室温,用稀盐酸调至中性;g用大量乙醇沉析,沉淀物经过滤、干燥,得浅色粉末PAsP五、阶段性工作计划1、资料查阅、选题以及调研、翻译外文资料（2013年11月25日至2013年12月29日）2、编写开题报告（2013年12月1日）3、实验阶段（2013年12月2日至2013年1月1日）4、拟订写作提纲（2013年12月30日）5、论文初稿（2013年1