概述
甘脲自1877年首次合成,具有雙環(huán)雙脲結(jié)構(gòu),既是質(zhì)子給體,又是質(zhì)子受體,能與溶質(zhì)產(chǎn)生氫鍵作用等多種作用力[1-2]。以此為起點(diǎn),研究人員隨后制備了一系列的甘脲及其衍生物,在涂料,炸藥,水處理,電子器材,超分子識(shí)別及藥物,農(nóng)藥緩釋,分子催化等方面具有廣泛的用途[3]。
合成方法
常壓下微波加熱尿素與乙二醛可以縮合合成甘脲,實(shí)驗(yàn)考察在鹽酸為催化劑時(shí),原料配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng) pH 值對(duì)甘脲得率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,微波對(duì)此反應(yīng)有很好的促進(jìn)作用,不僅使產(chǎn)品得率提高,而且可以大大縮短反應(yīng)時(shí)間。獲得的較佳工藝條件為:脲與乙二醛的物質(zhì)的量之比為2.1∶1,pH=1,在82℃下,反應(yīng)14 min,經(jīng)稀堿液洗滌,蒸餾水洗滌至中性,乙醇洗滌,制得甘脲,平均得率為88.4%,高效液相色譜分析其純度為98.5%[4]。
應(yīng)用
甘脲分子中含有多個(gè)極性基團(tuán),便于修飾,其衍生物被廣泛應(yīng)用于分子識(shí)別、分子自組裝等領(lǐng)域[2]。此外,甘脲和四羥甲基甘脲是粉末涂料,水性涂料的添加劑,也是多功能材料化合物瓜環(huán)的中間體[5]。用DTA分析了甘脲在水性涂料中的固化反應(yīng)及其反應(yīng)機(jī)理,考察了甘脲對(duì)親水涂料涂層性能的影響,結(jié)果表明加入甘脲后涂層的脫脂親水性與涂層附著力有明顯提高,涂層的初始親水角,中性鹽霧等性能變化不大[6]。
在分析測(cè)定方面,以甘脲作為固定相的填充柱,并對(duì)它的色譜性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:甘脲固定相熱穩(wěn)定性高,柱性能穩(wěn)定,是一種良好的氣相色譜固定相。該固定相對(duì)烷烴,鹵代烴,芳烴,醇,酯,酮,酸,胺等類物質(zhì)具有良好的分離能力,尤其是對(duì)位置異構(gòu)體(如二取代苯位置異構(gòu)體)有較好的分離選擇性[7]。
最后,甘脲分子夾是一類以甘脲為基本結(jié)構(gòu)單元的"長臂型"超分子主體。實(shí)驗(yàn)合成一種新型甘脲熒光分子夾,通過多種化學(xué)手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,并研究其對(duì)金屬離子的選擇性。結(jié)果表明,甘脲熒光分子夾在216 nm,236 nm,265 nm,301 nm處均有較強(qiáng)的紫外吸收,在381 nm處有強(qiáng)的熒光發(fā)射峰;甘脲熒光分子夾對(duì)Ca2+有很好的識(shí)別能力,Ca2+濃度在0.1-3.2μmolL-1范圍內(nèi)與甘脲熒光分子夾的熒光強(qiáng)度呈良好的線性關(guān)系,線性相關(guān)系數(shù)R2為0.989,檢測(cè)限為0.047μmolL-1[8]。
參考文獻(xiàn)
[1]夏宇正,焦書科.甘脲的合成與鑒定[J].北京化工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 1990(3):73-76.
[2]李傳強(qiáng),邱文革,何洪,等.基于甘脲衍生物和Zn(Ⅱ)的金屬-有機(jī)配合物[C]//2011.
[3]鄭志花,王建龍,馬文兵.甘脲及其衍生物的研究進(jìn)展[J].化學(xué)試劑, 2017, 39(6):8.DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2017.06.010.
[4]鄭志花,王建龍,李永祥,等.微波促進(jìn)甘脲合成的工藝研究[J].中北大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2015.DOI:CNKI:SUN:HBGG.0.2015-02-024.
[5]劉愛花,薛永強(qiáng).合成甘脲和四羥甲基甘脲工藝條件的研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 43(6):5.DOI:10.3969/j.issn.1007-9432.2012.06.006.
[6]張偉,潘春躍,程化,等.甘脲的合成及其在水性涂料中的應(yīng)用[J].熱固性樹脂, 2007, 22(4):29-31.
[7]王上文,李來生,劉超,等.甘脲用作氣相色譜固定相的色譜性能研究[J].分析試驗(yàn)室, 2008, 27(7):5.DOI:10.3969/j.issn.1000-0720.2008.07.005.
[8]朱超,桂艷,陳曉春,等.一種新型甘脲熒光分子夾的合成及其性能研究[J].化學(xué)與生物工程, 2023, 40(10):21-24.DOI:10.3969/j.issn.1672-5425.2023.10.004.