N-乙基哌嗪+水二元体系热力学性质研究开题报告

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1、开题报告N-乙基哌嗪+水二元体系热力学性质研究一、选题的背景、意义近十年来哌嗪类化合物的发展十分迅速，许多结构特性新颖的哌嗪类化合物已被相继合成出来，并以显示出极好的应用前景。哌嗪系列产品是氟哌酸等药物的重要中间体,也是一些合成染料的原料,它们在制药工业和精细化学品开发中很有应用价值，哌酸的某些衍生物如N-甲基哌嗪、N-乙基哌嗪、N-甲基哌嗪分别是生产氧氟沙星、恩氟沙星、洛美沙星的主要原料[1]。此外，哌嗪还可用来合成纺织印染助剂、橡胶硫化促进剂及防腐剂、抗氧剂、稳定剂、表面活性剂、阻蚀剂、消泡剂、聚氨酯生产助剂等[2]。因此哌嗪类化合物的热力学研究已

2、成为当今化学中十分活跃的领域之一。N-乙基哌嗪是哌嗪系列产品之一,作为医药中间体及精细化学品在制药与有机合成中获得应用。主要用途是合成蒽氟沙星、合成染料及植物保护剂的原料[3]。N-乙基哌嗪等烷基哌嗪常温下为液体,易与水，醇类等溶剂互溶,研究N–乙基哌嗪等与水、醇类组成的相关体系的热力学性质和汽液平衡性质具有理论意义和实用价值[4]。二、相关研究的最新成果及动态哌嗪系列产品是氟哌酸等药物的重要中间体,也是一些合成染料的原料,它们在制药工业和精细化学品开发中很有应用价值。但是国内市场的缺口很大每年需进口2000多吨，其中90%.为无水哌嗪六水哌嗪市场价格

3、为20－22万元每吨，无水哌嗪更高达50万元每吨，开发哌嗪市场前景极为广阔。因此，研究哌嗪系列产品的热力学性质，为化工设计提供基础数据具有重大的意义［２］。相继有很多科研究者发表了哌嗪系列产品的热力学性质的文章。1988年，顾飞燕和张志猛作了哌嗪-N－甲基哌嗪体系和水-N－甲基哌嗪二元体系汽液平衡的研究。该研究通过实验测得哌嗪-N－甲基哌嗪体系和水-N－甲基哌嗪二元体系汽液平衡实测数据，实侧结果采用Wilson方程，NRTL方程进行关联,以及UNIFAC功能团法推算汽液平衡,具有实用价值,也填补了N-甲基哌嗪相平衡数据库中此项数据的空白[5]。2000

4、年6月，顾飞燕发表了题为《哌嗪-N乙基哌嗪体系和水-N乙基哌嗪体系汽液平衡的研究》。该研究实验测得N-乙基哌嗪的饱和蒸汽压以及用改进Rose釜测定水-N乙基哌嗪体系在101.3kPa下的汽液平衡实测数据符合热力学一性,用修正的UNIFAC模型预测哌嗪-N乙基哌嗪体系和水-N乙基哌嗪体系两个体系恒压(101.3kPa)汽液平衡,为化工设计提供基础数据[6]2001年5月，陈树大,方文军,宗汉兴研究过(乙醇、异丙醇)+N-甲基哌嗪二元体系在101.3kPa下的汽液平衡。他们采用改进的Rose釜测定乙醇+N—甲基哌嗪和异丙醇+N－甲基哌嗪两个二元体系在101

5、.3kPa压力下的汽液平衡数据,用折光指数法确定汽、液相组成，估算了液相组分的活度系数。并且用带温度函数参数的UNIQUAC方程关联汽液平衡数据,推算平衡温度和汽相组成的效果良好，为含N-甲基哌嗪体系的性质研究和分离设计提供基础数据和信息[3]。2002年7月，陈树大，方文军,雷群芳,林瑞森研究了醇+N-甲基哌嗪二元体系的体积性质，采用振荡管式数字密度计分别测定甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇与N－甲基哌嗪组成的二元体系在下的密度,计算了超额摩尔体积、超额偏摩尔体积、表观摩尔体积、偏摩尔体积等体积性质,从分子相互作用角度讨论了这些二元体系的体

6、积性质的变化规律,为N－甲基哌嗪的开发和研究提供基础数据和信息[1]。三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标3.1课题研究方法3.1.1粘度的称量的方法溶液的粘度是化工计算和化工设计经常用到的基本参数,是溶液重要的传递属性之一,并且与溶液的热力学性质存在着内在的联系.研究溶液热力学性质和传递性质的关联,实现二者的相互推算,是人们感兴趣的理论问题,也有着重要的实际意义[7-9]测量液体粘度的方法有多种测量液体粘度的方法有多种,如细管法、转筒法、锥板法、落球法、振动法和光干涉发等，其中最常用的方法是毛细管法和同心转筒法。（1

7、）.细管法—[10]假设细管的半径为R,长度为L,细管两端的压强差为P,液体在πR2P外力的作用下，在细管中做匀速流动，如图1所示。由Poiseull公式,毛细管粘度计的粘度计算公式为（1）若考虑动能校正,粘度计算公式为:（2）式中η为液体粘度,P为毛细管两端的压力差(使液体在毛细管中流动的驱动压),t为液体从B流经A的时间,为待测液体密度,Q为t秒内流过毛细管的液体体积,R为毛细管半径,L为毛细管长度,m为动能系数毛细管粘度计适用于之间的粘度测量,精度比较高,只能取样测定。不透明的液体用逆流形毛细管粘度计。短管粘度计可用于的运动粘度的测定,取样测量,

8、精度为。（2）落体法使物体在流体中落下,越是粘度高的流体,物体在其中落下越慢,因此从落下速度可