反應(yīng)性功能高分子

1、高分子試劑高分子試劑Polymer reagents分類分類Classification of polymer reagents實例實例Examples of polymer reagents高分子催化劑高分子催化劑Polymer catalysts分類分類Classification of polymer catalysts實例實例Examples of polymer catalysts高分子試劑及高分子催化劑的應(yīng)用高分子試劑及高分子催化劑的應(yīng)用Applications of polymer reagents and catalysts本章基本內(nèi)容本章基本內(nèi)容第二章第二章 反應(yīng)型功能高分子

2、反應(yīng)型功能高分子一一相關(guān)概念相關(guān)概念 Related conception 高分子試劑高分子試劑 Polymer reagents 小分子試劑經(jīng)高分子化，在某些聚合物骨架上引入反小分子試劑經(jīng)高分子化，在某些聚合物骨架上引入反應(yīng)活性基團(tuán)，得到具有化學(xué)試劑功能的高分子化合物。應(yīng)活性基團(tuán)，得到具有化學(xué)試劑功能的高分子化合物。 高分子催化劑高分子催化劑 Polymer catalysts 將小分子催化劑通過一定的方法與高分子骨架結(jié)合，得將小分子催化劑通過一定的方法與高分子骨架結(jié)合，得到的具有催化活性的到的具有催化活性的高分子高分子物質(zhì)。物質(zhì)。特點：特點： 在反應(yīng)體系中不溶解，易除去在反應(yīng)體系中不溶解，

3、易除去Insolubility 立體選擇性好立體選擇性好Stereoselectivity 穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好Stability高分子試劑與高分子催化劑的優(yōu)越性高分子試劑與高分子催化劑的優(yōu)越性 （1）穩(wěn)定性和安全性：）穩(wěn)定性和安全性： 高分子骨架的引入對功能基具有一定的屏蔽作用，可大大提高分子骨架的引入對功能基具有一定的屏蔽作用，可大大提高其穩(wěn)定性；其次高分子化后可大大減小試劑的揮發(fā)性，提高高其穩(wěn)定性；其次高分子化后可大大減小試劑的揮發(fā)性，提高安全性。安全性。 （2）易回收、再生和重復(fù)使用）易回收、再生和重復(fù)使用: 可降低成本和減少環(huán)境污染。可降低成本和減少環(huán)境污染。 （3）化學(xué)反應(yīng)的選擇性更高

4、）化學(xué)反應(yīng)的選擇性更高: 利用高分子載體的空間立體效應(yīng)，可實現(xiàn)立體選擇性合成利用高分子載體的空間立體效應(yīng)，可實現(xiàn)立體選擇性合成及分離。及分離。 4（4）后處理較簡單：后處理較簡單： 在反應(yīng)完成后可方便地借助固在反應(yīng)完成后可方便地借助固- -液分離方法將高分子試劑或液分離方法將高分子試劑或高分子催化劑與反應(yīng)體系中其他組分相互分離。高分子催化劑與反應(yīng)體系中其他組分相互分離。 （5）可使用過量試劑使反應(yīng)完全，同時不會使后處理變復(fù)雜。）可使用過量試劑使反應(yīng)完全，同時不會使后處理變復(fù)雜。 （6）可應(yīng)用于組合化學(xué)合成，實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的自動化）可應(yīng)用于組合化學(xué)合成，實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的自動化。高分子試劑與高分子催化

5、劑的優(yōu)越性高分子試劑與高分子催化劑的優(yōu)越性均相化學(xué)反應(yīng)均相化學(xué)反應(yīng) Homogeneous reaction在化學(xué)反應(yīng)中，原料、試劑、催化劑相互溶解，在反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)中，原料、試劑、催化劑相互溶解，在反應(yīng)體系中處于同一相態(tài)。體系中處于同一相態(tài)。多相化學(xué)反應(yīng)多相化學(xué)反應(yīng) Heterogeneous reaction在化學(xué)反應(yīng)中，原料、試劑、催化劑至少有一種在反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)中，原料、試劑、催化劑至少有一種在反應(yīng)體系中不溶解或不混溶，反應(yīng)體系不能處于同一相態(tài)中。體系中不溶解或不混溶，反應(yīng)體系不能處于同一相態(tài)中。一一相關(guān)概念相關(guān)概念 Related conception一般有機合成步驟一般有機合成步驟

6、 General organic synthetic process均相化學(xué)反應(yīng)均相化學(xué)反應(yīng)Homogeneous reaction過濾過濾萃取萃取離心離心升華升華蒸餾蒸餾重結(jié)晶重結(jié)晶柱層析柱層析膜分離膜分離色譜分離色譜分離使用高分子試劑的有機合成使用高分子試劑的有機合成Organic synthetic process using polymer reagentHeterogeneous reaction僅用簡單的過濾就可以達(dá)到分離的目的，并且高分子試劑回收再生僅用簡單的過濾就可以達(dá)到分離的目的，并且高分子試劑回收再生發(fā)展高分子試劑和高分子催化劑的目的發(fā)展高分子試劑和高分子催化劑的目的u 簡

7、化操作過程，提高化學(xué)反應(yīng)的自動化和機械化程度u 有利于貴重試劑和催化劑的回收和再生u 提高試劑的穩(wěn)定性和安全性u 提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性（模板效應(yīng)實現(xiàn)立體合成u 避免自反應(yīng)的副反應(yīng)，實現(xiàn)無限稀釋效應(yīng)有機全合成有機全合成Total synthesis 組合化學(xué)組合化學(xué)Combinatorial chemistry生物化學(xué)生物化學(xué)biochemistry & chemistry related technologies醫(yī)藥農(nóng)業(yè)醫(yī)藥農(nóng)業(yè)Medicine and agricultureApplications of polymer reagents and catalysts根據(jù)根據(jù)反應(yīng)類型、反

8、應(yīng)活性、聚合物上支載的試劑類型反應(yīng)類型、反應(yīng)活性、聚合物上支載的試劑類型劃分劃分高分子試劑的分類高分子試劑的分類 Classification of polymer reagents氧化還原型氧化還原型 Polymer bound oxidizing- reducing reagents鹵代試劑鹵代試劑 Polymer bound halogenating reagents?；噭；噭?Polymer bound acylating reagents烷基化試劑烷基化試劑 Polymer bound alkylating reagents親核試劑親核試劑 Polymer bound nucl

9、eophiles親電試劑親電試劑 Polymer bound electrophiles固相合成試劑固相合成試劑 Polymer reagents for solid phase organic synthesis二二高分子氧化還原試劑高分子氧化還原試劑 含義含義 在高分子骨架上含多個可逆氧化還原中心，兼具氧化和還原功能。又稱電子轉(zhuǎn)移樹脂電子轉(zhuǎn)移樹脂。 作用作用 是比較溫和的氧化氧化- -還原試劑還原試劑；在反應(yīng)中起氧化還是還原作用取決于反應(yīng)的初始氧化態(tài)。進(jìn)行有機合成或生化反應(yīng)中的選擇性氧化/還原反應(yīng)；有的伴隨顏色變化，具有其它功能應(yīng)用。 制備方法制備方法l 含氧化還原功能基的單體聚合；（注意

10、基團(tuán)保護(hù)）l 通過大分子的化學(xué)反應(yīng)（相似轉(zhuǎn)變）接上氧化還原功能基；（功能化程度有限）l 氧化還原性低分子吸附在離子交換樹脂上。（簡便易行）二二高分子氧化還原試劑高分子氧化還原試劑高分子氧化還原試劑高分子氧化還原試劑u 具有可逆的氧化還原特性具有可逆的氧化還原特性醌型硫醇型吡啶型二茂鐵型多核芳香雜環(huán)型醌型高分子氧化還原試劑醌型高分子氧化還原試劑OHHO二氫醌POOP醌醌型高分子氧化還原試劑的制備醌型高分子氧化還原試劑的制備.OHOHR1BrR2R3CH3CH2OCH=CH2OOR1BrR2R3OO加成反應(yīng)On-C4H9LiOOR1R2R3OO-OOOR1R2R3OOOHKOH消去反應(yīng)OOR1R2

11、R3OOpolymerizationCHH2CnOR3OR2OOR1deprotectionCHH2CnOHR3HOR2R1ROHH+注意事項注意事項u 穩(wěn)定性穩(wěn)定性為保證良好的穩(wěn)定性，苯環(huán)上的為保證良好的穩(wěn)定性，苯環(huán)上的氫原子應(yīng)由其它基團(tuán)所取代，因為試劑處于氫原子應(yīng)由其它基團(tuán)所取代，因為試劑處于醌型氧化態(tài)時，易受自由基進(jìn)攻，引起交聯(lián)醌型氧化態(tài)時，易受自由基進(jìn)攻，引起交聯(lián)反應(yīng)。反應(yīng)。u 溶脹性和潤濕性溶脹性和潤濕性為了有利于反應(yīng)的順利進(jìn)為了有利于反應(yīng)的順利進(jìn)行行,可在聚合物結(jié)構(gòu)中引入磺酸基或者季銨鹽可在聚合物結(jié)構(gòu)中引入磺酸基或者季銨鹽基團(tuán)來改善試劑的溶脹性和潤濕性。基團(tuán)來改善試劑的溶脹性和潤濕

12、性。醌型高分子氧化還原試劑的應(yīng)用醌型高分子氧化還原試劑的應(yīng)用u 均二苯肼氧化脫氫制備偶氮苯均二苯肼氧化脫氫制備偶氮苯NH NHNN偶氮染料：以偶氮基為發(fā)色團(tuán)，以偶氮染料：以偶氮基為發(fā)色團(tuán)，以偶氮苯偶氮苯為色原體的為色原體的染料，占合成染料二分之一左右。其中構(gòu)造簡單的苯染料，占合成染料二分之一左右。其中構(gòu)造簡單的苯化合物呈黃色、橙色或褐色。化合物呈黃色、橙色或褐色。 醌型高分子氧化還原試劑的應(yīng)用醌型高分子氧化還原試劑的應(yīng)用u以廉價的乙烯制取重要的化工原料以廉價的乙烯制取重要的化工原料乙醛。乙醛。u將硫化氫吸收氧化為單質(zhì)硫，可在環(huán)保方面得到應(yīng)用。將硫化氫吸收氧化為單質(zhì)硫，可在環(huán)保方面得到應(yīng)用?？梢?/p>

13、通過簡單的方法再生可以通過簡單的方法再生硫醇型高分子氧化還原試劑硫醇型高分子氧化還原試劑2 P -RSH P -RS-SR- P + 2H+ + 2e-氧化還原硫醇型高分子氧化還原試劑的制備硫醇型高分子氧化還原試劑的制備通過側(cè)鏈反應(yīng)在通過側(cè)鏈反應(yīng)在聚合物骨架上引聚合物骨架上引入活性功能基入活性功能基硫醇型高分子氧化還原試劑的優(yōu)點及應(yīng)用硫醇型高分子氧化還原試劑的優(yōu)點及應(yīng)用u2 P -RSH +R1-S-S-R2 P -RS-SR- P + R1-SH + R2-SHu 優(yōu)點優(yōu)點較小分子的硫醇易氧化較小分子的硫醇易氧化u 應(yīng)用應(yīng)用可將二硫化合物和蛋白質(zhì)中間的二硫健可將二硫化合物和蛋白質(zhì)中間的二硫健

14、斷裂，還原成巰基斷裂，還原成巰基二茂鐵的發(fā)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)二茂鐵的發(fā)現(xiàn)和結(jié)構(gòu) 20世紀(jì)世紀(jì)50年代合成出一種新物質(zhì)年代合成出一種新物質(zhì)Fe(C5H5)2，稱二茂鐵，兩個環(huán)戊烯基與，稱二茂鐵，兩個環(huán)戊烯基與一個一個Fe原子形成夾心面包式的分子結(jié)構(gòu)，原子形成夾心面包式的分子結(jié)構(gòu)，西方俗稱三明治結(jié)構(gòu)。西方俗稱三明治結(jié)構(gòu)。 二茂鐵二茂鐵（dicyclopentadienyl iron）是一種金屬有機化合物。常是一種金屬有機化合物。常溫下為橙黃色粉末，有樟腦氣味。熔點溫下為橙黃色粉末，有樟腦氣味。熔點172度度-174度，沸點度，沸點249度，不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有機溶度，不溶于水，易溶于苯、

15、乙醚、汽油、柴油等有機溶劑。與酸、堿、紫外線不發(fā)生作用，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，劑。與酸、堿、紫外線不發(fā)生作用，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，400度度以內(nèi)不分解。以內(nèi)不分解。二茂鐵型高分子氧化還原試劑的制備二茂鐵型高分子氧化還原試劑的制備引入乙烯基聚合引入乙烯基聚合在強堿作用下直接聚合在強堿作用下直接聚合二茂鐵型高分子氧化還原試劑二茂鐵型高分子氧化還原試劑使用時的顏色變化使用時的顏色變化作為氧化還原指示劑或者作為電極修飾材料制備分析用指示電極。作為氧化還原指示劑或者作為電極修飾材料制備分析用指示電極。Fe氧化還原Fe+三三 高分子氧化劑高分子氧化劑常見的高分子氧化劑包括：高分子過氧酸高分子硒氧化物高分子氯代硫醚N-氯

16、代聚酰胺通過絡(luò)合、離子交換、吸附等作用力將低分子氧化劑 與高分子載體相結(jié)合得到的高分子化氧化劑。 小分子氧化劑小分子氧化劑：不穩(wěn)定。易爆，易燃，易分解失效，不穩(wěn)定。易爆，易燃，易分解失效，有的毒性大并且氣味難聞，貯存、運有的毒性大并且氣味難聞，貯存、運輸、使用困難，輸、使用困難，高分子氧化劑高分子氧化劑：穩(wěn)定性好，穩(wěn)定性好， 貯存、運輸、使用方便貯存、運輸、使用方便三三 高分子氧化劑高分子氧化劑CHH2CnCOOOH高分子過氧酸（含有過氧酸結(jié)構(gòu)（含有過氧酸結(jié)構(gòu)(COOOH)的高分子氧化劑）的高分子氧化劑）主要用途主要用途（1）將烯烴氧化成環(huán)氧化合物。（2）將烯烴氧化成鄰二羥基化合物制備方法制備

17、方法：（1）以聚苯乙烯為原料，經(jīng)過乙?；?、氧化反應(yīng)得到聚乙烯苯 甲酸，然后與雙氧水反應(yīng)得到高分子過氧酸。（2）以聚甲基丙烯酸甲酯為原料，經(jīng)堿性水解釋放出羧基，再 與雙氧水反應(yīng)實現(xiàn)過氧化。三三 高分子氧化劑高分子氧化劑CHH2CnCH3COClCHH2CnCCHH2CnOKMnO4COOHCH3SO3H70%H2O2CHH2CnCOOOH高分子過氧酸的制備高分子過氧酸的制備三三 高分子氧化劑高分子氧化劑高分子過氧酸的應(yīng)用高分子過氧酸的應(yīng)用三三 高分子氧化劑高分子氧化劑高分子硒氧化物高分子硒氧化物（含有硒氧鍵（含有硒氧鍵(SeO)的高分子氧化劑）的高分子氧化劑）主要用途：主要用途：（1）將烯烴氧化

18、成鄰二羥基化合物三三高分子氧化劑高分子氧化劑（2）選擇性將芳香環(huán)外甲基氧化成醛制備方法：制備方法： 三三高分子氧化劑高分子氧化劑N-N-氯代聚酰胺氯代聚酰胺主要用途：主要用途：具有選擇性氧化能力，它可以在溫和條件下，使具有選擇性氧化能力，它可以在溫和條件下，使伯醇氧化成醛，仲醇氧化成酮，或者將芳香族硫伯醇氧化成醛，仲醇氧化成酮，或者將芳香族硫醚氧化成亞砜。醚氧化成亞砜。三三高分子氧化劑高分子氧化劑N-N-氯代聚酰胺氯代聚酰胺制備方法：制備方法：以尼龍以尼龍-3或尼龍或尼龍66等聚酰胺為原料，與氧化劑等聚酰胺為原料，與氧化劑t-BuOCl，Cl2O或者或者HClO反應(yīng)，得到反應(yīng)，得到N-氯代酰胺

19、氯代酰胺高分子氧化劑。高分子氧化劑。三三高分子氧化劑高分子氧化劑四四 高分子還原試劑高分子還原試劑 高分子錫（硅）氫試劑高分子錫（硅）氫試劑l 含-Sn-H、 -Si-H功能基；常用于還原醛；l 具選擇性：如還原鹵代而不影響羰基；二元醛的單還原。 高分子磺酰肼高分子磺酰肼l 含-SO2-NH-NH2功能基；常用于C=C加氫反應(yīng)；l 具選擇性：如對C=C加氫時不影響羰基。 高分子絡(luò)合、離子交換、吸附型高分子絡(luò)合、離子交換、吸附型l BH3絡(luò)合于聚乙烯吡啶；l 強堿性離子交換樹脂交換NaBH4；l NaBH4、異丙醇吸附于氧化鋁高分子錫還原試劑的制備高分子錫還原試劑的制備CHH2CnBr格氏反應(yīng)C

20、HH2CnMgBrCHH2CnSn ClCln-BuLiAlH4CHH2CnSnHHn-Bun-BuSnCl3高分子錫還原試劑的優(yōu)點及相關(guān)用途高分子錫還原試劑的優(yōu)點及相關(guān)用途u 穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好u 無氣味無氣味u 低毒性低毒性 u 還原某些羰基化合物還原某些羰基化合物u 選擇性還原二醛中的一個選擇性還原二醛中的一個u 定量的將鹵代烴中的鹵素轉(zhuǎn)變?yōu)闅涠康膶Ⅺu代烴中的鹵素轉(zhuǎn)變?yōu)闅涓叻肿渝a還原試劑的應(yīng)用高分子錫還原試劑的應(yīng)用CHOCOOCH2OHOHOHCHH2CnSnHHn-Bu高分子錫還原試劑的應(yīng)用高分子錫還原試劑的應(yīng)用CHH2CnSn HHn-BuCHOCHO+CH2OHCH2OHCH2OH

21、CHO+14%86%選擇性還原二醛化合物選擇性還原二醛化合物高分子磺酰肼試劑高分子磺酰肼試劑*CH2-CHn*CH2-CHn*CH2-CHnSO2ClH2N-NH2SO2NHNH2應(yīng)用：對碳碳雙鍵選擇性加氫，對羰基的雙鍵沒影響。應(yīng)用：對碳碳雙鍵選擇性加氫，對羰基的雙鍵沒影響。OOHOSO2Cl五五. 高分子酰基化試劑高分子?；噭└叻肿吁；噭┑奶攸c高分子酰基化試劑的特點u 可以是高分子活性酯和高分子酸酐可以是高分子活性酯和高分子酸酐CHH2CnOCORNO2CHH2CnCH2ONO2COO CO制備方法實例高分子酰基化試劑的作用高分子?；噭┑淖饔胾 醇醇-酯酯u 胺胺-酰胺酰胺u 酸

22、酸酸酐酸酐l 主要應(yīng)用于多肽的合成主要應(yīng)用于多肽的合成OHNH2COOHO-CNHOC-O-COOCO高分子?；噭?高分子載體上的固相合成高分子載體上的固相合成 問題的提出問題的提出：合成多肽等的有機合成反應(yīng)步驟復(fù)雜、難于分離、總產(chǎn)率低、周期長。 1963, Merrifield首次提出。（1984, Nobel 化學(xué)獎） 含義含義：采用不溶于反應(yīng)體系的低交聯(lián)度高分子材料作為載體，將反應(yīng)試劑通過與高分子上活性基的反應(yīng)固定于其上。反應(yīng)過程中中中間產(chǎn)物始終與載體相連間產(chǎn)物始終與載體相連，從而使有機合成有機合成在固相上進(jìn)行在固相上進(jìn)行。反應(yīng)完成后再將產(chǎn)物從載體上脫下。 優(yōu)勢優(yōu)勢：l 分離純化步驟

23、簡化；l 反應(yīng)總產(chǎn)率高；l 合成方法可程序化、自動化進(jìn)行。 意義意義：可進(jìn)行分子設(shè)計，合成有特定序列特定序列的高分子l 含124個氨基酸殘基的核糖核酸酶A，1960s, Merrifield & Gutle;l 含188個氨基酸殘基的人類生長激素 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域：l 有機合成；l 生物活性大分子蛋白質(zhì)、低聚核苷酸（多肽）、酶、寡糖等的定向合成；l 手性不對稱合成及消旋體的析離 高分子載體上的固相合成高分子載體上的固相合成 多肽的合成 多肽合成中的載體多肽合成中的載體：l （氯甲基化苯乙烯-二乙烯基苯）共聚物： 載體選擇的原則載體選擇的原則：l 不溶于普通溶劑；l 有一定剛性和柔性，機

24、械穩(wěn)定性好；l 功能基分布均勻，可定量分析；l 功能基易被反應(yīng)試劑接近；l 固相無副反應(yīng)；l 易于再生，重復(fù)使用。 最常用交聯(lián)珠狀的P(St-co-DVB)CH2CHCH2CHCHCH2CH2Cln 基本原理及步驟基本原理及步驟l 1. 一個氨基酸分子（反應(yīng)物）通過與載體上功能基的反應(yīng)固定于載體，形成固化鍵（芐酯鍵）：固化鍵（芐酯鍵）：l 2. 加酸，氨基脫保護(hù)：l 3. 加另一氨基酸分子（另一反應(yīng)物）及縮合劑，得到一肽鍵： HOCO-CH-NH-保護(hù)基保護(hù)基 (一般用DCC除水)CH2CHCH2ClnHOOC-CHNHR2R1保護(hù)基堿CH2CHCH2OCOnCHNHR2R1H+CH2CHCH

25、2OCOnCHNH2R1HOOC-CHNHR2R1CH2CHCH2OCOnCHNHCOR1CHNHR2R1DCCN C NH2ONHONH二環(huán)己基碳二亞胺二環(huán)己基脲l 4. 重復(fù)2、3步，按指定次序增加氨基酸鏈節(jié)，直至合成所需多肽： 5. 加酸，使芐酯鍵芐酯鍵酸解，將多肽從載體上脫下，同時脫保護(hù)基：l 說明：每步反應(yīng)后皆分離出中間體小球；每加入氨基酸皆過量，使小球充分反應(yīng)；亦可將蛋白質(zhì)固定于高分子載體上，進(jìn)行逐步的Edmon降解，以測定氨基酸序列。CH2CHCH2OCOnCHNHCOR1CHNHR1CO CHNHR2R1 H |H2NCCOOH | R COOH |H-NHCH | R+ H

26、COOH | |H2NCCONHCH | | RR肽鍵肽鍵 C，H，O，N，S 多肽多肽Protein六六. 高分子催化劑高分子催化劑 polymer catalystpolymer acid-base catalyst高分子酸堿催化劑polymer metal complex高分子金屬絡(luò)合物polymer phase transfer catalyst高分子相轉(zhuǎn)移催化劑immobilized enzyme固定化酶u 高分子酸堿催化劑屬于高分子酸堿催化劑屬于離子交換樹脂，是具有網(wǎng)離子交換樹脂，是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的有機高分子聚合物。狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的有機高分子聚合物。u 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架部分一段很穩(wěn)

27、定，不溶于酸、堿網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架部分一段很穩(wěn)定，不溶于酸、堿和一般溶劑。和一般溶劑。u 在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架上有許多可被交換的活性基團(tuán)。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架上有許多可被交換的活性基團(tuán)。u 根據(jù)活性基團(tuán)的不同、離子交換樹脂可分為陽離根據(jù)活性基團(tuán)的不同、離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂（子交換樹脂（高分子酸催化劑）高分子酸催化劑）和陰離子交換樹和陰離子交換樹脂（脂（高分子堿催化劑）高分子堿催化劑）兩大類兩大類。 高分子酸堿催化劑結(jié)構(gòu)高分子酸堿催化劑結(jié)構(gòu)高分子酸堿催化劑的特點高分子酸堿催化劑的特點 1、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 2、難溶（水、酸、堿、有機溶劑） 3、穩(wěn)定（熱、機械、化學(xué)） 4、含活性基團(tuán)（-SO3H、-COO

28、H、-NOH）提供-H或者-OH基團(tuán)催化反應(yīng)。u陽離子交換樹脂具有酸性基團(tuán)，這種樹脂的陽離子交換樹脂具有酸性基團(tuán)，這種樹脂的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，具有耐強酸、強堿、氧化化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，具有耐強酸、強堿、氧化劑和還原劑的性質(zhì)，因此應(yīng)用非常廣泛。劑和還原劑的性質(zhì)，因此應(yīng)用非常廣泛。u根據(jù)活性基團(tuán)離解出根據(jù)活性基團(tuán)離解出H H+ +能力的大小不同，陽能力的大小不同，陽離子交換樹脂分為強酸性和弱酸性兩種。離子交換樹脂分為強酸性和弱酸性兩種。u強酸性陽離子交換樹脂，常用強酸性陽離子交換樹脂，常用R-SOR-SO3 3H H表示表示(R(R表示樹脂的骨架表示樹脂的骨架) )u弱酸性陽離子交換樹脂，分別用弱酸性陽

29、離子交換樹脂，分別用R-COOHR-COOH和和R-R-OHOH表示。表示。陽離子交換樹脂（高分子酸催化劑）分類陽離子交換樹脂（高分子酸催化劑）分類u 強酸性陽離子交換樹脂應(yīng)用較廣泛，強酸性陽離子交換樹脂應(yīng)用較廣泛，（酸、中、堿介質(zhì)均可用）（酸、中、堿介質(zhì)均可用）u 弱酸性陽離子交換樹脂的弱酸性陽離子交換樹脂的H H+ +不易電離，不易電離，所以在酸性溶液中不能應(yīng)用，但它的選所以在酸性溶液中不能應(yīng)用，但它的選擇性較高而且易于洗脫，可用酸洗脫。擇性較高而且易于洗脫，可用酸洗脫。陽離子交換樹脂制備方法陽離子交換樹脂制備方法苯乙烯與少量二乙烯基苯共聚，可得到交聯(lián)聚苯乙烯： CH=CH2CH=CH2C

30、H=CH2+CH-CH2-CH-CH2 CH-CH2 CH-CH2nCH-CH2 CH-CH2 CH-CH2CH-CH2 CH-CH2 CH-CH2交聯(lián)苯乙烯 將交聯(lián)聚苯乙烯制成微孔狀小球，再在苯環(huán)上引入磺酸基、將交聯(lián)聚苯乙烯制成微孔狀小球，再在苯環(huán)上引入磺酸基、羧基、氨基等，可得到各種陽離子交換樹脂羧基、氨基等，可得到各種陽離子交換樹脂： PPSO3H+ H2SO4(發(fā)煙)+ H2O交聯(lián)苯乙烯強酸性陽離子交換樹脂水處理劑、酸性催化劑 陽離子交換樹脂能夠交換陽離子。例如： 2PSO3PSO3H + Ca2+ 2H+Ca2 陽離子交換樹脂還能代替硫酸作催化劑，產(chǎn)率高， 污染少，便于分離。 SO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3H-SO3H：活性基團(tuán)：樹脂基體u 陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂具有陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂具有同樣的有機骨架，只是所聯(lián)的活性基團(tuán)