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江南康泰
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纤维的发展与应用:碳纤维和石墨烯纤维? 纤维的发掘、创造和利用对人类的生活和技术进步起到了重要推动作用。在19世纪以前,人们主要使用植物纤维、动物纤维和矿物纤维来满足基本需求。随着社会的发展,合成聚合物纤维应运而生,以弥补天然纤维的不足。尽管商业纤维种类繁多,但人类对新型纤维的探索从未停止。 碳纤维的特性与应用 碳纤维是一种高性能且多功能的纤维。自从1883年诞生以来,碳纤维凭借其卓越的机械性能一直备受青睐。除了强度优异,碳纤维还具有良好的电/热导率、抗化学和恶劣环境的能力以及高温稳定性等功能特性。因此,碳纤维成为飞机、车辆、电缆等高科技应用中不可或缺的材料。 石墨烯纤维的新思路与进展 石墨烯纤维是一种新型的高性能碳纤维,具有丰富的功能性。它的诞生为利用矿物石墨制作碳纤维提供了新的思路。研究者们已初步认识了石墨烯纤维的结构和性能,并确定了关键控制参数。通过优化纺丝工艺参数和引入外部交联试剂等方法,石墨烯纤维的机械强度和电/热导率得到了提升。石墨烯纤维在轻量级导电电缆线、可编织超级电容器、可穿戴太阳能电池纺织品等功能性应用方面表现出色。 查看更多
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甲基丙二酸二乙酯有哪些应用领域? 甲基丙二酸二乙酯是一种无色透明液体,具有特殊的酯香气味。它是一种酯类有机化合物,不溶于水但易溶于常见的有机溶剂。甲基丙二酸二乙酯在有机合成中间体和有机溶剂方面有广泛的应用。 如何制备甲基丙二酸二乙酯? 图1 甲基丙二酸二乙酯的合成路线 制备方法:向装有回流冷凝器的干燥的双颈圆底烧瓶中加入无水乙醇,然后用N2将反应体系中的空气进行置换。在N2吹扫下向搅拌好的溶液中加入金属钠,然后缓慢滴加丙二酸二乙酯。在室温下搅拌反应若干个小时,然后缓慢滴加碘甲烷,将混合物在80℃下加热回流反应10小时。反应结束后,冷却至室温,然后在减压状态下进行浓缩以除去反应溶剂。用乙醚和水进行稀释,分离出有机层并萃取水层。将所有的有机层合并并在无水Na2SO4上进行干燥,过滤除去干燥剂并在真空下进行浓缩,通过硅胶柱层析法进行分离纯化即可得到目标产物分子。 甲基丙二酸二乙酯的应用领域有哪些? 甲基丙二酸二乙酯可用作有机合成中间体和医药研发基础原料。它既可以作为反应溶剂参与有机合成反应,也可以作为合成中间体用于药物分子的生产过程中。例如,该物质可用于合成抗癫痫药物抗癫灵,该药物对各种类型的癫痫有良好的治疗效果。 参考文献 [1] Vansco, Michael F.; et al Journal of the American Chemical Society (2019), 141(38), 15058-15069. 查看更多
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2-氨基-4-硝基苯甲酸的合成方法和用途是什么? 2-氨基-4-硝基苯甲酸,英文名为4-Nitroanthranilic acid,是一种黄色结晶粉末,常用于有机合成和医药化学中间体,可用于合成生物活性分子和药物分子。 合成方法 图1 展示了2-氨基-4-硝基苯甲酸的合成路线。 合成方法如下:向装有磁性搅拌棒的Schlenk管中加入CuI、NaN3、Cs2CO3和N-(2-溴苯基)乙酰胺衍生物,将试管抽真空并用氮气回填试管,然后在氮气流下,依次加入乙醇和N,N-二甲基乙二胺(DMEDA),密封试管。将反应体系放入热油浴中,在氮气氛围下搅拌反应12-56小时,反应结束后将所得溶液冷却至室温,在真空下蒸发除去溶剂,然后加入盐酸以酸化溶液,用乙酸乙酯萃取反应混合物,浓缩合并后的有机相。最后使用柱色谱法纯化残余物即可得到目标产物2-氨基-4-硝基苯甲酸。 用途 2-氨基-4-硝基苯甲酸主要用于有机合成和医药化学中间体,可用于科学研究和药物分子的合成。在有机合成转化中,2-氨基-4-硝基苯甲酸中的羧基基团可以进行酯化反应,而结构中的氨基和硝基不受影响。 图2 展示了2-氨基-4-硝基苯甲酸的应用转化。 实验步骤:将2-氨基4-硝基苯甲酸溶解在甲醇溶液中,然后往反应体系中加入硫酸的甲醇溶液,加热至80度,并在此温度下搅拌反应3天,反应结束后将反应物冷却至室温,然后用碳酸氢钠的饱和溶液稀释反应混合物,过滤沉淀物并用水清洗几次,滤液在高真空下浓缩即可得到1-甲基2-氨基4-硝基苯甲酸酯。 参考文献 [1] Zhao, Haibo et al Journal of Organic Chemistry, 75(10), 3311-3316; 2010 [2] Lo Conte, Mauro and Carroll, Kate S. Angewandte Chemie International Edition, 51, 6502-6505, 2012 查看更多
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秦皮的功效及作用有哪些? 抗菌:对多种致病菌有不同程度的抑制作用。对多型痢疾杆菌有强的抑菌活性。 抗病毒:对流感病毒、疱疹病毒有抑制作用,因而临床能治疗疱疹性角膜炎。 抗炎:秦皮甲素和秦皮乙素都有明显的抗炎作用。对实验性炎症、水肿有明显的抑制作用,其消炎作用可能与兴奋肾上腺皮质功能有关。 抗过敏和解痉 秦皮乙素对过敏反应释放的白三烯所致的血管收缩有明显的保护作用。 解痉:秦皮乙素对肠平滑肌有抑制作用。秦皮乙素能对抗组胺所致的气管平滑肌的痉挛,有松弛气管平滑肌。 镇咳祛痰平喘:秦皮甲素和秦皮乙素都有明显的镇咳作用、祛痰作用和平喘作用。 镇静、镇痛和抗惊厥 秦皮甲素和秦皮乙素都有明显的镇静作用。秦皮乙素有显著的镇痛和抗惊厥作用。 促进尿酸排泄和利尿 秦皮甲素可促进大鼠和兔尿酸排泄,其机制为兴奋交感神经系统,抑制肾脏对尿酸的重吸收等。 秦皮苷有利尿作用。秦皮甲素对小鼠有显著的利尿作用。 其他作用 抗凝血:秦皮和秦皮乙素有显著的抑制血小板聚集的作用。秦皮甲素有显著的抗凝血作用。 抗白内障:秦皮甲素能抑制大鼠晶状体的醛糖还原酶的作用,因而有抗白内障的作用。 抗紫外线:秦皮甲素可保护皮肤避免目光损伤,对豚鼠紫外线红斑有明显的抑制功效。 体内过程 秦皮甲素口服后主要在小肠上部吸收,可通过肾和肠排泄。大鼠灌服后从尿液中以原形排出,豚鼠主要在体内破坏。 查看更多
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4-叔丁基环己醇在香精制备中的应用? 4-叔丁基环己醇是一种常用的日化香精添加剂,主要用于广藿香精油的生产制备过程中。该物质能有效改变香油变色的缺点,因此被广泛地应用于日化香精的配方中。 性质 4-叔丁基环己醇是一种顺式和反式的混合物,微溶于水,可与常见的有机溶剂混溶。在化学合成中,该物质主要借助其结构中的羟基单元参与化学转化应用,其可在酸性或者碱性催化剂的作用下和酸进行缩合反应得到酯类衍生物。 化学转化 图1 4-叔丁基环己醇的磺酰化反应 4-叔丁基环己醇可通过与对甲苯磺酰氯反应得到酯类衍生物。具体合成方法可参考文献[1]。 制备香精油 广藿香精油易于变色,往其中加入4-叔丁基环己醇可有效地抑制其变色情况。广藿香精油是一种历史悠久的东方香味,存放越久,香味越浓。广藿香精油对肌肤细胞有抗老功效,被广泛用于回春抗皱产品中,也能帮助愈合伤痕、抗菌、减缓红肿瘙痒。 参考文献 [1] Blagg, Brian S. J.; et al United States Patent, patent number:WO2013119985. 查看更多
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