碳化二亚胺（碳二亚胺）

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发布时间更新时间：2025-11-09

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内容摘要：碳化二亚胺（碳二亚胺）主要用作多肽、蛋白质、核苷酸合成中的脱水剂，主要用于活化羧基，促使酰胺和酯的生成。反应中常加入N-羟基苯并三氮唑或N-羟基琥珀酰亚胺，一般由硫脲失硫化氢或脲失水制备，水解得到脲衍生物。

各位老铁们好，相信很多人对碳化二亚胺都不是特别的了解，因此呢，今天就来为大家分享下关于碳化二亚胺以及碳二亚胺的问题知识，还望可以帮助大家，解决大家的一些困惑，下面一起来看看吧！

本文主要内容一览

1、如何用乙腈稀释配置成二甲戊灵浓度为25微克每升
2、发泡聚氨酯塑料的制备多元胺的作用
3、三吡唑基硼如何与金属配位
4、碳化二亚胺和水反应

碳化二亚胺（碳二亚胺）

1如何用乙腈稀释配置成二甲戊灵浓度为25微克每升

二甲戊灵是一种旱田作物选择性除草剂，可以广泛应用于玉米、大豆、花生、棉花、直播旱稻、马铃薯、烟草、蔬菜等多种作物田除草。目前，二甲戊灵是世界第三大除草剂，销售额仅次于灭生性除草剂草甘膦、百草枯，也是世界上销售额最大的选择性除草剂。因此，在我国农业生产中的应用非常广泛。同时，二甲戊灵在农作物中的残留问题也受到了高度关注，我国规定二甲戊灵在稻谷中的最大残留限量（mrl）为0.2mg/kg，在糙米、玉米、棉籽中的mrl为0.1mg/kg，在韭菜、结球甘蓝、菠菜、芹菜、大白菜等蔬菜中的mrl为0.2mg/kg，在大蒜、莴苣中的mrl为0.1mg/kg；美国规定二甲戊灵在豆类、茶叶、大蒜中的mrl为0.1mg/kg，在韭菜中的mrl为0.2mg/kg，在胡萝卜中的mrl为0.5mg/kg；欧盟规定二甲戊灵在豆类、胡萝卜中的mrl为0.2mg/kg，在芹菜中的mrl为0.1mg/kg；国际烟草科学研究合作中心（coresta）规定烟草中二甲戊灵的指导性残留限量（grl）为5.00mg/kg。

目前常用的二甲戊灵检测方法主要是仪器方法，如液相色谱串联质谱法、气相色谱串联质谱法等，采用这些分析方法需要昂贵的仪器和专门的技术人员，样品前处理过程复杂且花费高、费时长，难以满足大量样品和现场样品快速检测的需要。基于抗原抗体特异性识别的免疫分析方法可以定性定量检测样品中的农药残留。这种分析方法对仪器设备要求不高、快速简便，一般无需对样品进行复杂的预处理，灵敏度高、特异性强，对使用人员的专业技术要求不高，容易普及和推广，可满足快速分析检测的需要，尤其适宜现场筛选和大量样品的快速分析。免疫分析为二甲戊灵残留研究提供了一个新的分析检测途径。这一技术目前已成为农药残留分析研究的一个崭新领域，美国化学会将免疫分析与气相色谱、液相色谱共同列为农药残留分析的三大支柱技术。

本发明属于农药小分子化合物免疫化学和残留分析技术领域，涉及有机合成、免疫化学及生物化学等，依靠免疫学、免疫化学基本原理和生物技术手段，设计、合成小分子目标分析物半抗原，并与载体蛋白质偶联，制备有效人工抗原。制备的抗原可以通过免疫动物制备对小分子分析物特异性识别的抗体，利用抗原抗体的特异性免疫学反应和易被检测识别的标记物的放大作用，定量的检测样品中超微量小分子目标物。免疫分析研究的关键是半抗原的分子设计、合成和人工抗原的制备。人工抗原的制备，包括结合位点、结合方式、载体种类及半抗原与目标分析物质任何结构上的差异，诸如分子大小、形状、成分、构型、构象、极性、电子云密度等在内的拓扑性征，都可能极大的影响着相应抗体的性质。

我国农药免疫分析技术研究起步相对较晚，但近年来发展迅速，有关于对硫磷、甲基对硫磷、甲基对氧磷、多菌灵、毒死蜱、三唑磷、氟虫腈、二氯喹啉酸、克百威、三唑酮、甲胺磷、阿特拉津、2甲4氯等农药的人工抗原和高亲和力的特异性抗体的制备及用elisa法进行样品中痕量农药分析的报道。目前关于二甲戊灵半抗原及抗原的制备方法尚未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的正是基于上述现有技术状况而提供一种二甲戊灵半抗原与抗原的制备及应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种二甲戊灵半抗原的制备方法，是由n3-(1-乙基丙氨)-6-甲基-2,4-二硝基苯甲醛与3-肼基丙酸反应得到，其分子结构式为：

具体步骤如下：

取0.60g3-(1-乙基丙氨)-6-甲基-2,4-二硝基苯甲醛，加50ml乙腈溶解，澄清后，滴加溶解0.32g3-肼基丙酸的甲醇溶液5ml，室温搅拌3h；停止反应，旋蒸除去有机溶剂，加水，加氢氧化钠0.45g，溶解澄清后，加80ml乙酸乙酯萃取，分去有机相，水相加稀盐酸调节ph=4，加50ml氯仿萃取，水洗，浓缩，用体积比1:1的乙醇/石油醚重结晶，得到半抗原产物0.70g。

所述二甲戊灵半抗原可用于制作动物免疫的抗原体系原料。

一种二甲戊灵抗原的制备方法，是由所述二甲戊灵半抗原与载体蛋白偶联得到，

其分子结构式为：

所述载体蛋白可为牛血清白蛋白、卵清蛋白、血蓝蛋白、甲状腺蛋白、人血清白蛋白。

免疫抗原制备：取15mg半抗原，溶解于1mln,n-二甲基甲酰胺（dmf）中；加8mg碳化二亚胺（edc），室温下搅拌24h，得到反应液a；称取牛血清白蛋白（bsa）30mg，使之充分溶解在4ml0.1mol/l磷酸盐缓冲液（pb，ph7.0）中，将反应液a逐滴缓慢滴加到蛋白溶液中，并于室温下搅拌24h，用0.01mol/l磷酸盐缓冲液（pbs）4℃透析3d，每天换3次透析液，以除去未反应的小分子物质，得到免疫原。

包被抗原制备：取20mg半抗原，溶解于1mldmf中；加10mg二环已基碳化二亚胺（dcc），室温下搅拌24h，抽滤，除去不溶固体，得到反应液a；称取卵清蛋白（ova）30mg，使之充分溶解在6ml0.1mol/lpb（ph7.0）中，将反应液a逐滴缓慢滴加到蛋白溶液中，并于室温下搅拌24h，用0.01mol/lpbs4℃透析3d，每天换3次透析液，以除去未反应的小分子物质，得到包被原。

采用二甲戊灵抗原免疫动物得到的单克隆抗体，可用于建立酶联免疫吸附测定方法和胶体金试纸快速测定法，从而实现烟草及食品中二甲戊灵的快速检测。

本发明中合成的二甲戊灵半抗原既最大程度的保留了二甲戊灵的化学结构，又有合适长度的连接臂，本发明制备的抗原呈现出特异性的二甲戊灵抗原决定簇，使得筛选出高特异性的二甲戊灵单克隆抗体成为可能。产生的抗体特异性高、灵敏度高，可用于建立酶联免疫吸附测定方法和胶体金试纸快速测定法，从而实现烟草及食品中二甲戊灵的快速检测。

附图说明

图1为二甲戊灵半抗原合成路线图（该图作为摘要附图）；

图2为试纸剖面结构示意图，图中：1、样品吸收垫；2、反应膜；3、吸水垫；4、检测线；5、质控线；6、底板；7、保护膜；

图3为试纸俯视图；

图4为微孔试剂图，图中：8、微孔；9、微孔塞。

具体实施方式

下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用来限制本发明的范围。另外，本领域的技术人员在所附权利要求书限定的范围内可能会对本发明进行各种改动或修饰，这些改动或修饰同样应落入发明的保护范围。

实施例1二甲戊灵半抗原的制备

1、二甲戊灵半抗原的合成（合成路线见附图1）

2、二甲戊灵半抗原的鉴定

取上述半抗原经核磁共振氢谱鉴定，1h-nmr（cdcl3，300mhz）δ：8.505(10，1h)，4.363(11，1h，quint，j=6.864)，8.326(13，1h)，2.247(14，3h)，1.525(16，2h，qd，j=7.141，j=6.864)，1.525(17，2h，qd，j=7.141，j=6.864)，0.822(21，3h，t，j=7.141)，0.822(22，3h，t，j=7.141)，3.680(23，2h，t，j=6.869)，2.679(24，2h，t，j=6.869)。化学位移δ=3.68、2.67为半抗原间隔臂上的氢的共振吸收峰，这两个峰的存在及位置表明半抗原合成成功。

实施例2二甲戊灵抗原的制备

1、二甲戊灵免疫原的合成

二甲戊灵半抗原与牛血清白蛋白（bsa）偶联得到免疫原。

取15mg半抗原，溶解于1mln,n-二甲基甲酰胺（dmf）中；加8mg碳化二亚胺（edc），室温下搅拌24h，得到反应液a；称取bsa30mg，使之充分溶解在4ml0.1mol/l磷酸盐缓冲液（pb，ph7.0）中，将反应液a逐滴缓慢滴加到蛋白溶液中，并于室温下搅拌24h，用0.01mol/l磷酸盐缓冲液（pbs）4℃透析3d，每天换3次透析液，以除去未反应的小分子物质，得到免疫原，分装，-20℃保存。

2、二甲戊灵包被原的合成

二甲戊灵半抗原与卵清蛋白（ova）偶联得到包被原。

取20mg半抗原，溶解于1mldmf中；加10mg二环已基碳化二亚胺（dcc），室温下搅拌24h，抽滤，除去不溶固体，得到反应液a；称取ova30mg，使之充分溶解在6ml0.1mol/lpb（ph7.0）中，将反应液a逐滴缓慢滴加到蛋白溶液中，并于室温下搅拌24h，用0.01mol/lpbs4℃透析3d，每天换3次透析液，以除去未反应的小分子物质，得到包被原，分装，-20℃保存。

3、二甲戊灵抗原的鉴定

按合成二甲戊灵偶联抗原反应所用半抗原、载体蛋白与偶联产物的比例，进行紫外（200~400nm）扫描测定，通过比较三者分别在260nm和280nm的吸光度值计算其结合比。偶联物二甲戊灵半抗原-载体蛋白的最大吸收峰与二甲戊灵半抗原、载体蛋白的最大吸收峰相比发生了明显的变化，表明二甲戊灵半抗原-载体蛋白的合成是成功的。经计算，半抗原与bsa的结合比为18:1，与ova的结合比为10:1。

实施例3二甲戊灵单克隆抗体的制备

1、杂交瘤细胞的获得

1）首次免疫：将二甲戊灵半抗原-bsa偶联物（免疫原）与等量的弗氏完全佐剂充分乳化，皮下注射6周龄的balb/c小鼠，每只0.2ml；

2）加强免疫两次：从首次免疫开始，每两周加强免疫一次，用弗式不完全佐剂代替弗氏完全佐剂，方法和剂量同首次免疫；

3）最后一次加强免疫一周后眼底静脉采血测效价和抑制，有抑制且效价达到1:10000以上时进行如下末次免疫：腹腔注射不加任何佐剂的免疫原溶液0.1ml，三天后处死小鼠，取其脾脏与骨髓瘤细胞融合；

4）采用间接竞争酶联免疫分析方法测定细胞上清液，筛选阳性孔。利用有限稀释法对阳性孔进行克隆化，得到并建立稳定分泌二甲戊灵单克隆抗体的杂交瘤细胞株，取处于对数生长期的杂交瘤细胞用冻存液制成细胞悬液，分装于冻存管，在液氮中长期保存。

2、单克隆抗体的制备

1）细胞复苏：取出二甲戊灵单克隆抗体杂交瘤细胞株冻存管，立即放入37℃水浴中速融，离心去除冻存液后，移入培养瓶内培养；

2）制备腹水与抗体纯化：采用体内诱生法，将balb/c小鼠（8周龄）腹腔注入灭菌石蜡油0.5ml/只，7天后腹腔注射杂交瘤细胞5×105个/只，7天后采集腹水。用辛酸-饱和硫酸铵法进行纯化，得到二甲戊灵单克隆抗体溶液（-20℃保存）。

3、单克隆抗体效价的测定

用间接竞争elisa法测定抗体的效价为1:(300000~700000)。

间接竞争elisa方法：用二甲戊灵半抗原-ova偶联物包被酶标板，加入二甲戊灵标准品溶液、二甲戊灵单克隆抗体溶液和辣根过氧化物酶标记的羊抗鼠抗抗体溶液，25℃反应30min，倒出孔内液体，用洗涤液洗涤3~5次，用吸水纸拍干；加入底物显色液，25℃反应15min后，加入终止液终止反应；设定酶标仪于波长450nm处测定每孔吸光度值。

4、单克隆抗体特异性的测定

抗体特异性是指它同特异性抗原结合的能力与同该类抗原类似物结合能力的比较，常用交叉反应率作为评价标准。交叉反应越小，抗体的特异性则越高。

本实验将二甲戊灵、氟节胺、仲丁灵、氟乐灵、乙丁氟灵等二硝基苯胺类除草剂做系列稀释，分别与单克隆抗体进行间接竞争elisa，制作标准曲线，分析得到ic50，然后按下式计算交叉反应率：

结果显示各类似物的交叉反应率为：二甲戊灵100%、氟节胺＜1%、仲丁灵＜1%、氟乐灵＜1%、乙丁氟灵＜1%。本发明抗体对氟节胺、仲丁灵、氟乐灵、乙丁氟灵等其他二硝基苯胺类除草剂无交叉反应，只针对二甲戊灵有特异性结合。

实施例4二甲戊灵胶体金试纸条的制备

1、二甲戊灵单克隆抗体-胶体金标记物的制备

（1）胶体金的制备

用双蒸去离子水将质量分数为1%的氯金酸溶液稀释成0.01%，取100ml置于锥形瓶中，用恒温电磁搅拌器加热至沸腾，在持续高温、持续搅拌下加入1.5ml质量分数为1%的柠檬酸三钠溶液，继续匀速搅拌加热至溶液呈透亮的酒红色时停止，冷却至室温后用去离子水恢复到原体积，4℃保存。制备良好的胶体金用肉眼观察是清亮透明的，没有混浊，液体表面无漂浮物，在日光下观察胶体金的颜色为酒红色。

（2）二甲戊灵单克隆抗体-胶体金标记物的制备

在磁力搅拌下，用0.2mol/l碳酸钾溶液调胶体金的ph值至7.2（不同抗体的ph值标记范围在7~8之间，可以变化），按每毫升胶体金溶液中加入20~50μg抗体的标准向胶体金溶液中加入上述二甲戊灵单克隆抗体，搅拌混匀，室温静置10min，加入10%bsa使其在胶体金溶液中的终质量分数为1%，静置10min。12000r/min，4℃离心40min，弃上清液，沉淀用复溶缓冲液洗涤两次，用体积为初始胶体金体积1/10的复溶缓冲液将沉淀重悬，置4℃备用。

复溶缓冲液：含bsa的质量分数为0.1%~0.3%、吐温-80的质量分数为0.05%~0.2%、ph值为7.2的0.02mol/l磷酸盐缓冲液。

2、微孔试剂的制备

向微孔试剂微孔中加入100μl二甲戊灵单克隆抗体-胶体金标记物，放入冷冻干燥机中，在冷阱温度为-50℃条件下，预冻3h后，再真空干燥15h，即可取出，得到冻干有二甲戊灵单克隆抗体-胶体金标记物的微孔试剂，密封保存。

3、样品吸收垫的制备

将样品吸收垫置于体积分数为0.5%牛血清白蛋白、ph值为7.2的0.1mol/l磷酸盐缓冲液中浸泡2h，37℃烘2h备用。

4、反应膜的制备

包被过程：用磷酸缓冲液将二甲戊灵半抗原-卵清蛋白偶联物稀释到1mg/ml，用isoflow点膜仪将其包被于硝酸纤维素膜上的检测线（t），包被量为1.0μl/cm；用0.01mol/l、ph值为7.4的磷酸盐缓冲液将羊抗鼠抗抗体稀释到200μg/ml，用isoflow点膜仪将其包被于硝酸纤维素膜上的质控线（c），包被量为1.0μl/cm。将包被好的反应膜置于37℃条件下干燥2h，备用。

5、各部件的组装

（1）试纸的组装

将所述样品吸收垫、反应膜、吸水垫依次按顺序粘贴在所述底板上；样品吸收垫的末端与反应膜的始端相连，反应膜的末端与吸水垫的始端相连，样品吸收垫的始端与底板的始端对齐，吸水垫的末端与底板的末端对齐；在组装好的试纸的样品吸收垫上粘贴保护膜，保护膜上印有max标记线。

（2）试纸条的组装

将上述步骤1得到的试纸与微孔试剂组装成试纸条，在2~8℃的环境中贮存，有效期12个月。

实施例5检测二甲戊灵的胶体金试纸条的应用

1、样品的前处理

称取1.0±0.05g匀浆后的待测样品至50ml离心管中，加入10ml乙腈，用旋涡仪涡动1min，室温（20~25℃）3000rpm以上离心5min；取上清液2ml至10ml离心管中，在40-50℃水浴中氮气吹干，加入500μl样本复溶液，用涡旋仪涡动2min，混匀待测。

2、用试纸条进行检测

用微量移液器吸取100μl待测样本溶液于微孔试剂中，缓慢抽吸且充分与微孔中试剂混匀，室温（20~25℃）孵育3min后，将试纸标有max标记线端向下插入孵育后的微孔试剂中，液体流动时开始计时，反应10min，根据示意图判定结果。

3、分析检测结果

阴性（-）：t线显色比c线显色深或与c线显色一致，表示样品中二甲戊灵浓度低于检测限。

阳性（+）：t线显色比c线显色浅或t线不显色，表示样品中二甲戊灵浓度等于或高于检测限。

无效：未出现c线，表明不正确的操作过程或试纸条已变质失效。在此情况下，应再次仔细阅读说明书，并用新的试纸条重新测试。

实施例6检测二甲戊灵的胶体金试纸条技术参数的确定

1、检测限试验

取空白农产品样品（如，谷物、蔬菜，等），在其中分别添加二甲戊灵至终浓度为0.05、0.1、0.2mg/kg，取试纸条进行检测，每个样品重复测定三次。

用试纸条检测农产品样品时，当其中二甲戊灵添加浓度为0.05mg/kg时，试纸条上显示出t线显色比c线显色深或与c线显色一致，呈阴性；当其中二甲戊灵添加浓度为0.1、0.2mg/kg时，试纸条上显示出t线显色比c线显色浅或t线不显色，呈阳性，表明本试纸条对农产品中二甲戊灵的检测限为0.1mg/kg。

2、假阳性率、假阴性率试验

取已知二甲戊灵含量大于0.1mg/kg的阳性样品20份，已知二甲戊灵含量小于0.1mg/kg的阴性样品20份，用三批试纸条进行检测，计算其阴阳性率。

结果表明：用3个批次生产的试纸条检测阳性样品时，结果全为阳性，可知阳性样品符合率为100%，假阴性率为0；检测阴性样品时，结果全为阴性，可知阴性样品符合率为100%，假阳性率为0。说明本发明的检测二甲戊灵的试纸条可以对农产品中的二甲戊灵进行快速检测。

3、特异性试验

将氟节胺、仲丁灵、氟乐灵、乙丁氟灵等其他二硝基苯胺类除草剂用ph值为7.2、0.2mol/l的磷酸盐缓冲液稀释至5mg/l，用二甲戊灵试纸条进行检测。结果显示，用该试纸条检测5mg/l氟节胺、仲丁灵、氟乐灵、乙丁氟灵时，试纸条t线显色比c线显色深或与c线显色一致，呈阴性。说明本试纸条对氟节胺、仲丁灵、氟乐灵、乙丁氟灵等二甲戊灵结构类似物无交叉反应。

碳化二亚胺（碳二亚胺）

2发泡聚氨酯塑料的制备多元胺的作用

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聚氨酯泡沫塑料的原料和发泡助剂的简介

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聚氨酯泡沫塑料（PU泡沫）的主要成分是聚氨酯，原料主要为多异氰酸酯和多元醇，通过加入适当的助剂——其中最重要的助剂便是与发泡相关的一系列发泡助剂——使得反应产物中生成大量泡沫，从而得到聚氨酯泡沫塑料产品。本文将简单介绍一下生产PU泡沫的原料以及发泡助剂。

一、多异氰酸酯

聚氨酯泡沫塑料工业生产中最常用的多异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯（TDI）、多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）以及液化MDI （L-MDI）等。

TDI在泡沫塑料行业主要用于生产聚氨酯软泡。MDI的反应活性比TDI大，挥发毒性较小，某些液化改性MDI可作为TDI的替代品应用于聚氨酯软泡的生产，如高密度聚氨酯软泡和半硬泡或微孔聚氨酯弹性材料的制造。

PAPI又称粗MDI、聚合MDI，典型的PAPI产品平均分子量最在30~400范围，其NCO质量分数为31%~32%。低黏度PAPI的平均官能度一般在2.5~2.9之间。

在泡沫塑料领域，PAPI以及改性PAPI主要用于生产各种聚氨酯硬泡，少量用于生产高回弹软泡、整皮泡沫、半硬泡。PAPI可与TDI混用，制造冷熟化、高回弹泡沫塑料。

二、聚醚和聚酯多元醇

1. 聚醚多元醇

用于生产聚氨酯软泡的聚醚多元醇一般是长链、低官能度聚醚。软泡配方中聚醚多元醇官能度一般为2~3，平均分子量在2000~6500之间。在软泡中用得最多的是聚醚三醇，一般以甘油（丙三醇）为起始剂，由1，2-环氧丙烷开环聚合或与少量环氧乙烷共聚而得到，分子量一般在3000~7000。

其中高活性聚醚主要用于高回弹软泡，也可用于半硬泡等泡沫制品。少量聚醚二醇可作为辅助原料，与聚醚三醇在软泡配方中混合使用。低不饱和度、高分子量的聚醚多元醇可用于柔软泡沫的生产，降低TDI的用量。

用于硬泡配方的一般是高官能度、高羟值聚醚多元醇，如此才能产生足够的交联度和刚性。硬泡聚醚多元醇的羟值一般为350~ 650mg KOH/g，平均官能度在3以上。一般的硬泡配方多以两种聚醚混合使用，平均羟值在4000mg KOH/g 左右。

半硬泡配方一般会使用部分高分子量聚醚，特别是高活性聚醚多元醇和部分高官能度、低分子量的硬泡聚醚。

2. 聚酯多元醇

普通的低黏度脂肪族聚酯多元醇例如羟值为56mg KOH/g左右的聚己二酸二甘醇酯二醇，或略带少量支链的聚酯多元醇，可以用于制造聚酯型聚氨酯软泡。聚酯多元醇反应活性高。目前聚酯型PU块状泡沫仅用于服装辅材等少量领域。

以二元酸（如苯酐、对苯二甲酸等）和小分子二醇（二甘醇等）或多元醇为原料合成的芳香族多元醇，其中高羟值的可用于生产聚氨酯硬泡和聚异氰脲酸酯硬泡。较低羟值的苯酐聚酯醇还可用于高回弹软质泡沫塑料、整皮泡沫和半硬泡，以及非泡沫聚氨酯材料。

3. 聚合物多元醇

聚合物多元醇（接枝聚醚多元醇）中含刚性的苯乙烯、丙烯腈均聚物及共聚物和接枝聚合物，这些乙烯基聚合物起类似有机“填料”的作用，提高承载性能。

聚合物多元醇可用于生产高硬度软质块泡、高回弹泡沫、热模塑软泡、半硬泡、自结皮泡沫、反应注射模塑（RIM）制品等，可减少制品厚度、降低泡沫密度而降低成本，还可增加泡沫塑料的开孔性，并赋予制品一定的阻燃性能。

聚脲多元醇（PHD分散体）也是一种特殊聚合物改性多元醇，可用于高回弹软泡、半硬泡、软泡，目前市场上产品很少。

还有一些特殊多元醇用于生产聚氨酯泡沫塑料，如植物油多元醇、松香聚酯多元醇、聚合物聚酯多元醇。

三、发泡助剂

发泡助剂在聚氨酯泡沫塑料制造中必不可少，包括催化剂、泡沫稳定剂（匀泡剂）、发泡剂等，还有一些助剂是可选的，在有需要的时候使用，如阻燃剂、扩链剂/交联剂、抗氧剂、光稳定剂、泡沫软化剂、开孔剂、填料、色浆、抗静电剂、水解稳定剂、泡沫组合料贮存稳定剂等。

1. 发泡剂

水是聚氨酯材料生产中重要的发泡剂，它属于化学发泡剂，通过与异氰酸酯反应生成的二氧化碳气体，使黏弹性的泡沫物料膨胀、发泡、固化，得到各种聚氨酯泡沫塑料。

由于二氧化碳热导率较高，并且渗透性较强，因此对于要求有高绝热性能的硬质聚氨酯泡沫塑料配方，必须使用物理发泡剂。因为硬泡生产中的物料混合初期，在数十秒内产生大量的热量，它需要发泡剂吸收部分热量，同时发泡剂的气化使泡沫膨胀发泡。

在聚氨酯软泡生产中，为了获得低密度的柔软泡沫塑料，同时不能因水量过多而引起泡沫僵硬，一般需控制水的用量，添加适量的物理发泡剂作为辅助发泡剂。

CFC-11 （三氯一氟甲烷）在20世纪20年代末实现工业化生产。由于CFC-11具有不燃、沸点适宜、易于气化、气相热导率低、毒性低、与聚氨酯原料相容性好、无腐蚀性、价格低、发泡工艺简单等特点，是聚氨酯泡沫塑料生产中非常理想的发泡剂。

自20世纪60年代至90年代初，CFC-11广泛用作聚氨酯泡沫塑料的发泡剂。但在20世纪70年代科学家发现散发在大气中的CFC-11可缓慢破坏臭氧层，引起了全球环保学家的重视。目前作为CFC-11的替代物的主要发泡剂类型有HCFC （氢氯氟烃）、HFC （氢氟烃）、HC（烷烃）、液态CO2及水等。

2. 泡沫稳定剂

生产聚氨酯泡沫塑料时，泡沫稳定剂（或称匀泡剂）是一个不可缺少的组分。它能增加各组分的互溶性，起着乳化泡沫物料、稳定泡沫和调节泡孔的作用。泡沫稳定剂属于表面活性剂，有非硅系化合物以及有机硅化合物两类。

目前使用的泡沫稳定剂大多是聚硅氧烷氧化烯烃嵌段共聚物，属于聚醚改性有机硅表面活性剂，行业有时俗称“硅油”。由于这类表面活性剂的结构组成变化范围广，使用效果良好，目前聚氨酯泡沫塑料行业已广泛采用聚醚改性有机硅表面活性剂作为泡沫稳定剂。

3. 开孔剂

获得开孔聚氨酯泡沫塑料的方法:

采用合适的催化剂，使得凝胶反应和发泡反应达到所需的平衡，在泡沫物料上升到最高点时泡孔的壁膜强度不足以把气泡封闭在内，气体破壁而出，形成开孔的泡沫结构;

采用合适的聚醚多元醇原料，形成开孔泡沫;

当催化剂和主原料不足以解决问题时，采用少量的开孔剂，使得水发泡形成的脲分散，以获得一定开孔率的泡沫塑料。

开孔剂是一类特殊的表面活性剂，一般含疏水性和亲水性链段或基团，它的作用是降低泡沫的表面张力，促使泡孔破裂，提高聚氨酯泡沫塑料的开孔率，改善因闭孔造成的软质、半硬质、硬质泡沫塑料制品收缩等问题。

通常的聚氨酯硬泡由于交联密度高，发泡中泡孔壁膜强度大，一般是闭孔的泡孔结构，但添加开孔剂，可制造开孔硬质聚氨酯泡沫塑料，用于消音、过滤等用途。

早期疏水性的液体石蜡、聚丁二烯、二甲基聚硅氧烷等可用作泡沫稳定剂和开孔剂，石蜡分散液、聚氧化乙烯也可用作开孔剂，目前多采用特殊化学组成的聚氧化丙烯-氧化乙烯共聚醚、聚氧化烯烃-聚硅氧烷共聚物等作为开孔剂。

4. 软化剂

在高水量配方聚氨酯软泡生产中采用软化剂，可以抑制过多的脲基带来的泡沫体僵硬问题。泡沫软化改性剂具有软化效果，采用软化剂可以降低异氰酸酯用量进而降低泡沫硬度，用于软质聚氨酯泡沫塑料的生产。商品软化剂一般含有特殊聚醚、特殊多元醇和水等成分。

编辑于 2018-08-23 · 著作权归作者所有

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3三吡唑基硼如何与金属配位

三吡唑基硼稀土烷在化合物的合成和反应

摘要

设计合成结构新颖、反应独特及具有高效催化性能的稀土金属有机化合物，并应用于有机合成和烯烃聚合是稀土金属有机化学的长期研究目标之一。为了满足日益增长的设计新型稀土催化剂的需要，人们正努力寻找合适的非茂配体作为茂基的替代体。三吡唑基硼配体是一类含氮多齿配体，能与多种金属配位，受到金属有机化学家的广泛关注。本论文重点研究了三(3，5-二甲基吡唑)基硼(TpMe2)作为辅助配体的稀土单烷基，双烷基和硅胺基化合物的合成以及反应，揭示了一系列新型的稀土金属有机反应，丰富了三吡唑基硼稀土有机化合物的合成和反应化学。全文共合成和表征了77个新稀土金属有机化合物，并测定了其中72个化合物的晶体结构，主要研究成果如下： 1.我们通过引入茂基配体，成功地合成了TpMe2/Cp混配型稀土单烷基化合物(TpMe2)CpYCH2Ph(THF)(2-1)，有效地避免TpMe2配体的解离或降解反应。2-1可以和含酸性质子的有机试剂如：苯乙炔，邻胺基吡啶发生直接反应生成相应的稀土炔基和吡啶胺基化合物(TpMe2)CpYC≡CPh(THF)(2-2)和(TpMe2)CpY(η2-NHPy)(2-3)。研究发现，2-1对一些不饱和有机小分子具有较高的反应活性。例如，2-1与取代基空间位阻较小的碳化二亚胺反应时，在室温下就能得到其插入产物(TpMe2)CpY[(RN)2CCH2Ph](R=Pr(2-4a)，Cy(2-4b))，而对位阻较大的碳化二亚胺如ArN=C=NAr(At=C6H3iPr2-2，6)则需要在较高的温度下才能顺利的进行插入反应，得到化合物(TpMe2)CpY[(2，6-iPr-C6H3N)2C(CH2Ph)](2-4c)。在与PhNCX(X=S，O)时，也能得到其单插入产物(TpMe2)CpY[XC(CH2Ph)NPh](X=S(2-5)，X=O(2-6))。当与活性较高的CS2反应时，能在较短的时间内结束反应得到配合物(TpMe2)CpY[S2C(CH2Ph)](2-7)。2-1也能与苄基叠氮反应，生成插入产物(TpMe2)CpY[η3-N(CHEPh)NN(CH2Ph))(2-8)。我们研究发现2-2能在室温与碳化二亚胺反应得到插入产物(TpMe2)CpY[(RN)2CC≡CPh](R=iPr(2-9a)，Cy(2-9b))，并且能在加热的条件下催化苯乙炔与碳化二亚胺的偶联反应，高收率的得到N，N’-二取代的丙炔基脒(RN=C(C≡CR’)(NHR))(R=iPr(2-10a)，Cy(2-10b))。然而，2-2也能与PhNCS发生插入反应给出化合物(TpMe2)CpY[SC(C≡CPh)NPh](2-11)。试图利用2-1催化邻烯丙基苯胺的氢胺化环化未获成功，只得到苄基质解产物(TpMe2)CpY(NHC6H4CH2CH=CH2-o)(THF)(2-12)。另外，我们还考察了稀土吡啶胺基化合物2-3与碳化二亚胺和异(硫)氰酸苯酯的反应，发现碳化二亚胺插入N-H键给出化合物(TpMe2)CpY{η2-N[C(NR)(NHR)Py]}(R=iPr(2-14a)，R=Cy(2-14b))；当异氰酸苯酯反应生成插入稀土-氮键及部分摘茂产物(TpMe2)[η2-OC(NPh)NHPy]Y[μ-η2：η2-N(Ph)C(O)NPy]YCp(TpTMe2)(2-15)。2-3与异硫氰酸苯酯反应给出其插入Y-Nσ键的产物(TpMe2)CpY[η2-N(Ph)C(NHPy)S](2-16)，没有摘茂产物被观测到。进一步研究，我们还发现2-16能与2-5反应给出硫代酰胺双负离子桥联的双核化合物(TpMe2)[η2-N(Ph)C(CH2Ph)S]Y1[μ-η2：η2-N(Ph)C(S)NPy]Y2(Cp)(TpMe2)(2-17)。这些研究结果显著地异于二茂基稀土吡啶2-胺基化合物的反应。 2.我们利用TpMe2YCl2(THF)与苄基钾的复分解反应高产率的合成了三吡唑基硼稀土双烷基化合物TpMe2Y(CH2ah)2(THE)(3-1)。研究它与一些不饱和有机小分子的反应，我们发现3-1与等当量的异硫氰酸苯酯反应，经过C=S双键的断裂得到四核的立方型的配合物[TpMe2Y(μ3-S)]4(3-2)。然而，当与异氰酸苯酯反应时，得到一个通过双负离子OC(CHPh)NPh配体桥联的双核配合物TpMe2Y(THF)[μ-η1：η3-OC(CHPh)NPh][μ-η3：η2-OC(CHPh)NPh]YTpMe2(3-3)。3-3能继续与三甲基氯硅烷反应得到化合物(TpMe2)YCl[η2-OC(CH(SiMe3)Ph)NPh](THF)(3-4)。3-1与苯乙腈反应的产物与其反应条件有关。例如：在室温下，该反应可分离得到一个离子对型重排产物[(TpMe2)Y]+[TpMe2Y(NCCHPh)3]-(3-5)，而在加热(120℃)的条件下，我们分离得到是苯乙腈的苄基脱质子、氰基插入及TpMe2配体解离产物TpMe2Y[μ-η1：η1-Pyrazoyl]2[μ-η1：η2-NC(CH2Ph)CHPh]YTpMe2(3-6)。3-1与等当量的碳化二亚胺反应仅得到碳化二亚胺单插入稀土-碳键的产物TpMe2Y(CH2Ph)[(RN)2C(CH2Ph)](R=iPr(3-8a)，R=C6H3-iPr-2，6(3-8b))。我们还考察了3-1与大位阻芳胺(2，6-二异丙基苯胺)的反应，试图得到端配稀土亚胺化合物未获成功，只能得到胺基部分质解产物TpMe2Y(NHAr)CH2Ph(THF)(3-9)。有意思的是，3-9与等当量的二异丙基碳化二亚胺反应时，得到一个对称的双负胍基稀土配合物TpMe2Y[(iPrN)2C=NAr](3-10)。为了了解3-10的形成机理，我们还研究以下反应。3-8a与等当量的2，6-二异丙基苯胺反应只生成胺质解烷基产物TpMe2Y(NHAr)[(iPrN)2C(CH2Ph)](3-11)。即使长时间的加热3-11也不能转化为3-10。3-1与等当量的邻胺基吡啶反应可生成一个含桥联亚胺配体的双核稀土配合物TpMe2(THF)Y(μ-η1：η2-NPy)YTpMe2(3-12)。 3.我们研究了三吡唑基硼稀土单或双烷基化合物2-1和3-1与一些芳香性氮杂环的反应，发现2-1与N-甲基苯并咪唑反应得到一个含C-H键活化的配合物(TpMe2)CpY[η2-(N3，C2)-NC7H4NCH3](NC7H5NCH3)(4-1)。4-1的形成与反应的计量比无关。然而，2-1与N-甲基咪唑的反应产物却受反应计量比或反应条件的影响较大。N-甲基咪唑与单烷基配合物2-1之间计量比≥1时，室温下只得到三核大环产物[(TpMe2)CpY(μ-η1：η1-(N3，C5)-NC3H2NCH3)]3(4-2)，咪唑环的5位发生了C-H键活化，该大环产物稳定，不受稍高温度的影响。然而，当计量比大于1且在60℃时，却得到了两个未预期的重排产物(TpMe2)Y{K4-(N，N，N，N)-[NC(CH3)CHC(CH3)N]2BH[NC(CH3)CHC(N)CHCN(CH3)CHCHN]}(4-3)和配合物Cp3Y(NC3H3NCH3)(4-4)。据推测，配合物4-3的获得可能经历了一个卡宾中间体的过程。同样，配合物3-1与两当量的N-甲基咪唑反应，也得到一个六核大环产物{(TpMe2)Y[(μ-η1：η1-(N3，C5)-NC3H2NCH3)][η2-(N3，C2)-NC3H2NCH3)]}6(4-5)，在该配合物中配位的两个咪唑环一

4碳化二亚胺和水反应

碳化二亚胺抗水解剂是一种高效抗水解剂，对聚氨酯和大多数塑料都非常有效，如PU、TPU、PET、PBT、TPEE、PA、EVA等。这些塑料由于含有酯键或酰胺键，在水或湿气环境中，尤其是高温状态下，极其容易被水解，水解一旦发生，降解会快速进行，导致制品性能大幅下降，甚至很快失去应用价值，从而使使用寿命降低。而碳化二亚胺抗水解剂的使用，能够捕捉高分子中的水或羧基，生成无毒稳定的脲基，阻止了聚合物的水解，同时降低了材料酸值。

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