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目錄 目錄-----------------------------------------------------Ⅰ 圖目錄---------------------------------------------------Ⅵ 表目錄---------------------------------------------------Ⅹ 摘要---------------------------------------------------ⅩⅡ 英文摘要-----------------------------------------------ⅩⅢ 第一章緒論----------------------------------------------1 1-1 染料概論-------------------------------------------1 1-2 染料發色原理---------------------------------------2 1-3 何謂花青染料---------------------------------------5 1-4 花青染料的應用-------------------------------------6 第二章文獻回顧------------------------------------------9 第三章實驗部分-----------------------------------------13 3-1 實驗儀器與藥品------------------------------------13 3-1-1 實驗儀器--------------------------------------13 3-1-2 實驗藥品--------------------------------------13 3-1-3 儀器測定方法----------------------------------15 3-1-4 藥品性質與危害性------------------------------17 3-2 實驗流程------------------------------------------26 3-2-1 2-甲基□□四級□鹽製備流程圖------------------26 3-2-2 1,2-二甲基□□碘鹽類化合物(I)製備流程圖-------27 3-2-3 2-甲基-1-丁基□□溴鹽類化合物(Ⅱ)製備流程圖---28 3-2-4 2,2’-二甲基-1,1’-伸乙基雙□□溴鹽類化合物(Ⅲ)製備流程圖---------------------------------------29 3-2-5 2,2’-二甲基-1,1’-伸戊基雙□□溴鹽類化合物(Ⅳ)製備流程圖---------------------------------------30 3-3實驗方法及步驟------------------------------------31 3-3-1 1,2-二甲基□□碘鹽類化合物之合成--------------31 3-3-1.1 1,2-二甲基-□□碘(Ⅰ)-----------------------31 3-3-1.2 1,1’-二甲基-2,2’-塞安寧碘鹽(Ⅰa) ------------31 3-3-1.3 2-(對-二甲□苯乙烯基)-1-甲基-□□碘鹽(Ⅰb)--32 3-3-1.4 2-(對-二甲□苯丁二烯基)-1-甲基-□□碘鹽(Ⅰc) -------------------------------------------32 3-3-2 2-甲基-1-丁基□□溴鹽類化合物之合成-------------33 3-3-2.1 2-甲基-1-丁基-□□溴鹽(Ⅱ)之合成------------33 3-3-2.2 1,1’-二丁基-2,2’-塞安寧溴鹽(Ⅱa)------------33 3-3-2.3 2-(對-二甲□苯乙烯基)-1-丁基-□□碘鹽(Ⅱb)--34 3-3-2.4 2-(對-二甲□苯丁二烯基)-1-丁基-□□碘鹽(Ⅱc) -------------------------------------------34 3-3-3 2,2’-二甲基-1,1’-伸乙基雙□□溴鹽類化合物之合成--35 3-3-3.1 2,2’-二甲基-1,1’-伸乙基雙□□溴鹽(Ⅲ)之合成-------------------------------------------35 3-3-3.2 1,1’-伸乙基-2,2’-塞安寧溴鹽(Ⅲa) ------------35 3-3-3.3 2,2’-二(對-二甲□苯乙烯基)-1,1’-伸乙基-雙□□溴鹽(Ⅲb)----------------------------------36 3-3-3.4 2,2’-二(對-二甲□苯丁二烯基)-1,1’-伸乙基-雙□□溴鹽 (Ⅲc)-------------------------------36 3-3-4 2,2’-二甲基-1,1’-伸戊基雙□□溴鹽類化合物之合成-------------------------------------------37 3-3-4.1 2,2’-二甲基-1,1’-伸戊基雙□□溴鹽(Ⅳ)之合成-----------------------------------------37 3-3-4.2 1,1’-伸戊基-2,2’-塞安寧溴鹽(Ⅳa) ------------37 3-3-4.3 2,2’-二(對-二甲□苯乙烯基)-1,1’-伸戊基-雙□□溴鹽(Ⅳb)----------------------------------38 3-3-4.4 2,2’-二(對-二甲□苯丁二烯基)-1,1’-伸戊基-雙□□溴鹽(Ⅳc)--------------------------------38 3-3-5 樹枝狀化合物之合成(Ⅵ)--------------------------39 第四章結果與討論---------------------------------------40 4-1 合成結果------------------------------------------40 4-1-1 1,2-二甲基□□碘鹽類化合物之合成結果----------40 4-1-2 2-甲基-1-丁基□□溴鹽類化合物之合成結果-------43 4-1-3 2,2’-二甲基-1,1’-伸乙基雙□□溴鹽類化合物之合成結果-----------------------------------------46 4-1-4 2,2’-二甲基-1,1’-伸戊基雙□□溴鹽類化合物之合成結果-----------------------------------------49 4-2討論----------------------------------------------52 4-2-1 1,2-二甲基-□□碘鹽類化合物之反應條件探討-----52 4-2-2 2-甲基-1-丁基□□溴鹽類化合物之反應條件探討---------------------------------------------53 4-2-3 2,2’-二甲基-1,1’-伸乙基雙□□溴鹽類化合物之反應條件探討-------------------------------------55 4-2-4 2,2’-二甲基-1,1’-伸戊基雙□□溴鹽類化合物之反應條件探討-------------------------------------57 4-2-5 □□鹵鹽類在酸鹼水溶液下之共軛性質------------59 4-2-6 數枝狀的初步合成結果探討----------------------61 4-2-7元素分析討論----------------------------------62 第五章 結論---------------------------------------------66 第六章 參考文獻-----------------------------------------68 附圖 ---------------------------------------------------70 圖目錄 圖1 共振構造之說明--------------------------------------4 圖2 cyanine結構式---------------------------------------5 圖3 merocyanine結構式-----------------------------------5 圖4 aza methane cyanine結構式---------------------------5 圖5 isocyanine結構式------------------------------------6 圖6 對稱型cyanine結構式---------------------------------6 圖7 2-甲基□□四級□鹽製備流程圖------------------------26 圖8 1,2-二甲基□□碘鹽類化合物(I)製備流程圖------------27 圖9 2-甲基-1-丁基□□溴鹽類化合物(Ⅱ)製備流程圖---------28 圖10 2,2’-二甲基-1,1’-伸乙基雙□□溴鹽類化合物(Ⅲ)製備流程圖-------------------------------------------------29 圖11 2,2’-二甲基-1,1’-伸戊基雙□□溴鹽類化合物(Ⅳ)製備流程圖-------------------------------------------------30 圖12 化合物(Ⅰa)在pH=2與pH=12之UV/VIS吸收光譜圖---------59 圖13 化合物(Ⅰa)在酸鹼性下之結構式變化圖----------------59 圖14 化合物(Ⅰb)在pH=2與pH=12之UV/VIS吸收光譜圖---------60 圖15 化合物(Ⅰb)在酸鹼性下之結構式變化圖----------------60 附圖1 化合物(Ⅰ)UV/VIS吸收光譜--------------------------70附圖2 化合物(Ⅰa)UV/VIS吸收光譜-------------------------70 附圖3 化合物(Ⅰb)UV/VIS吸收光譜圖-----------------------70 附圖4 化合物(Ⅰc)UV/VIS吸收光譜圖-----------------------70 附圖5 化合物(Ⅱ)UV/VIS吸收光譜圖------------------------71 附圖6 化合物(Ⅱa)UV/VIS吸收光譜圖-----------------------71 附圖7 化合物(Ⅱb)UV/VIS吸收光譜圖-----------------------71 附圖8 化合物(Ⅱc)UV/VIS吸收光譜圖-----------------------71 附圖9 化合物(Ⅲ)UV/VIS吸收光譜圖------------------------72 附圖10 化合物(Ⅲa)UV/VIS吸收光譜圖----------------------72 附圖11 化合物(Ⅲb)UV/VIS吸收光譜圖----------------------72 附圖12 化合物(Ⅲc)UV/VIS吸收光譜圖----------------------72 附圖13 化合物(Ⅳ)UV/VIS吸收光譜圖-----------------------73 附圖14 化合物(Ⅳa)UV/VIS吸收光譜圖----------------------73 附圖15 化合物(Ⅳb)UV/VIS吸收光譜圖----------------------73 附圖16 化合物(Ⅳc)UV/VIS吸收光譜圖----------------------73 附圖17 化合物(Ⅰ)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖--------74 附圖18 化合物(Ⅰa)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------74 附圖19 化合物(Ⅰb)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------74 附圖20 化合物(Ⅰc)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------74 附圖21 化合物(Ⅱ)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖--------75 附圖22 化合物(Ⅱa)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------75 附圖23 化合物(Ⅱb)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------75 附圖24 化合物(Ⅱc)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------75 附圖25 化合物(Ⅲ)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖--------76 附圖26 化合物(Ⅲa)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------76 附圖27 化合物(Ⅲb)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------76 附圖28 化合物(Ⅲc)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------76 附圖29 化合物(Ⅳ)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖--------77 附圖30 化合物(Ⅳa)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------77 附圖31 化合物(Ⅳb)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------77 附圖32 化合物(Ⅳc)在pH=2及pH=12之UV/VIS吸收光譜圖-------77 附圖33 化合物(Ⅰ)IR光譜圖-------------------------------78 附圖34 化合物(Ⅰa)IR光譜圖------------------------------78 附圖35 化合物(Ⅰb)IR光譜圖------------------------------79 附圖36 化合物(Ⅰc)IR光譜圖------------------------------79 附圖37 化合物(Ⅱ)IR光譜圖-------------------------------80 附圖38 化合物(Ⅱa)IR光譜圖------------------------------80 附圖39 化合物(Ⅱb)IR光譜圖------------------------------81 附圖40 化合物(Ⅱc)IR光譜圖------------------------------81 附圖41 化合物(Ⅲ)IR光譜圖-------------------------------82 附圖42 化合物(Ⅲa)IR光譜圖------------------------------82 附圖43 化合物(Ⅲb)IR光譜圖------------------------------83 附圖44 化合物(Ⅲc)IR光譜圖------------------------------83 附圖45 化合物(Ⅳ)IR光譜圖-------------------------------84 附圖46 化合物(Ⅳa)IR光譜圖------------------------------84 附圖47 化合物(Ⅳb)IR光譜圖------------------------------85 附圖48 化合物(Ⅳc)IR光譜圖------------------------------85 附圖49 化合物(Ⅴ)IR光譜圖-------------------------------85 附圖50 化合物(Ⅵ)IR光譜圖-------------------------------85 表目錄 表1 1,2-二甲基□□碘鹽類化合物之合成結果---------------40 表2 1,2-二甲基□□碘鹽類化合物UV/VIS吸收波長值---------41 表3 1,2-二甲基□□碘鹽類化合物IR特性吸收峰-------------42 表4 2-甲基-1-丁基□□溴鹽類化合物之合成結果------------43 表5 2-甲基-1-丁基□□溴鹽類化合物UV/VIS吸收波長值------44 表6 2-甲基-1-丁基□□溴鹽類化合物IR特性吸收峰----------45 表7 2,2’-二甲基-1,1’-伸乙基雙□□溴鹽類化合物之合成結果 ---------------------------------------------------46 表8 2,2’-二甲基-1,1’-伸乙基雙□□溴鹽類化合物UV/VIS吸收波長值-----------------------------------------------47 表9 2,2’-二甲基-1,1’-伸乙基雙□□溴鹽類化合物IR特性吸收峰---------------------------------------------------48 表10 2,2’-二甲基-1,1’-伸戊基雙□□溴鹽類化合物之合成結果---------------------------------------------------49 表11 2,2’-二甲基-1,1’-伸戊基雙□□溴鹽類化合物UV/VIS吸收波長值-----------------------------------------------50 表12 2,2’-二甲基-1,1’-伸戊基雙□□溴鹽類化合物IR特性吸收峰---------------------------------------------------51 表13 化合物(Ⅰa)、(Ⅰb)與(Ⅰc)再結晶溶劑,異丙醇與甲醇之收率比較表-------------------------------------------52 表14 2-甲基□□與溴丁烷反應溫度與反應時間的初產率比較表---------------------------------------------------53 表15 化合物(Ⅱa)、(Ⅱb)與(Ⅱc)再結晶溶劑,異丙醇與甲醇之收率比較表-------------------------------------------54 表16 2-甲基□□與1,2-二溴乙烷其莫耳數比與反應溫度、反應時間、初產率之比較表---------------------------------55
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