概述

二苯甲酮類化合物具有特殊的光化學(xué)性質(zhì)，其在光引發(fā)劑、紫外線吸收劑、電子工業(yè)與醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用^[1]。4,4'-二甲基二苯甲酮(4,4'-DMBP)是一種在二苯甲酮的基礎(chǔ)上引入兩個(gè)甲基得到的二苯甲酮衍生物，其化學(xué)式為C₁₅H₁₄O，分子量為210.28。實(shí)驗(yàn)測(cè)定該物質(zhì)的熔點(diǎn)為90-93℃，故常溫下4,4'-二甲基二苯甲酮表現(xiàn)為白色結(jié)晶或粉末。

從分子設(shè)計(jì)的角度，用典型的傅-克烷基化反應(yīng)，將甲苯、無(wú)水AlCl₃粉末和用4A分子篩干燥過(guò)的CCl₄等通過(guò)一系列的反應(yīng)即可實(shí)現(xiàn)4,4'-二甲基二苯甲酮的合成^[2]。

應(yīng)用

有機(jī)合成領(lǐng)域

以4,4'-二甲基二苯甲酮為起始原料可以合成4,4'-二羧基二苯甲酮。具體地，將4,4'-二甲基二苯甲酮與高錳酸鉀，無(wú)水硫酸鎂按摩爾比為1:4～10:2～5，4,4'-二甲基二苯甲酮與相轉(zhuǎn)移催化劑的摩爾比為1:0.01-0.15，4,4'-二甲基二苯甲酮與水摩爾比為1:380～2200，加入帶有攪拌器，溫度計(jì)以及平衡加料器的四口燒瓶中，在pH值為7，溫度為50～100℃。當(dāng)體系無(wú)紫紅色時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，然后用堿調(diào)節(jié)體系pH為8～10，趁熱過(guò)濾。再將濾餅用去離子水洗滌兩次，合并濾液，在溫度為50～70℃，用酸酸化，調(diào)節(jié)濾液的pH=2～3，過(guò)濾，得到的粗產(chǎn)品。在溫度50～70℃，用乙醇洗滌2次，過(guò)濾，干燥得純4,4'-二羧基二苯甲酮^[3]。

此外，4,4'-二甲氧基二苯甲酮先后經(jīng)親核加成反應(yīng)等過(guò)程可以得到雜環(huán)化合物萘并吡喃。采用UV-Vis研究了產(chǎn)物的光致變色性能。結(jié)果表明，萘并吡喃的二甲基亞砜溶液(1.0×10^-4mol·L^-1)在可見(jiàn)光區(qū)呈無(wú)色，經(jīng)過(guò)254 nm紫外光照射后呈藍(lán)色，停止紫外光照射一段時(shí)間后溶液變回?zé)o色。隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)，吸光度呈上升趨勢(shì);反復(fù)進(jìn)行紫外光的照射，吸光度變化不明顯，表明萘并吡喃具有良好的抗疲勞性^[4]。這也從一定程度上表明了4,4'-二甲基二苯甲酮在光學(xué)材料領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

分析檢測(cè)領(lǐng)域

4,4'-二甲基二苯甲酮參與了一種具有高選擇性和高靈敏性的特異性檢測(cè)汞離子濃度及脂多糖診斷試劑的設(shè)計(jì)與合成。首先，以4,4'-二甲基二苯甲酮為原料合成4,4′,4″,4″′-四甲基四苯乙烯，再與NBS反應(yīng)合成4,4′,4″,4″′-四溴甲基四苯乙烯，然后再與二乙醇胺反應(yīng)合成目標(biāo)試劑4,4′,4″,4″′-四(二乙醇胺基)甲基四苯乙烯。上述制備方法工藝簡(jiǎn)單，原料易得，易于實(shí)施，制備的特異性檢測(cè)汞離子和脂多糖濃度診斷試劑對(duì)金屬汞離子和生物分子脂多糖具有較高的選擇性，具有很高的應(yīng)用價(jià)值^[5]。

溶解度測(cè)定與關(guān)聯(lián)研究

在常壓以及溫度為293.15~333.15 K的條件下，采用靜態(tài)平衡法測(cè)定了4,4'-二甲基二苯甲酮(4,4'-DMBP)在10種單一有機(jī)溶劑和1種二元有機(jī)溶劑(乙醇+乙酸乙酯)中的溶解度，并通過(guò)活度系數(shù)模型(Wilson方程，NRTL方程)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?Apelblat方程，Van't Hoff方程)關(guān)聯(lián)4,4'-DMBP的溶解度和溫度，得到相應(yīng)的模型參數(shù)。結(jié)果顯示，在常溫(298.15 K)下4,4'-DMBP在單一溶劑中溶解度的大小順序?yàn)椋罕?gt;乙酸丙酯>乙酸乙酯>乙酸甲酯>1-丁醇>2-丁醇>1-丙醇>2-丙醇>乙醇>甲醇，乙醇與乙酸乙酯的二元溶劑對(duì)4,4'-DMBP沒(méi)有增溶和減溶作用；Wilson模型在單一溶劑中的擬合效果最佳，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(ARD)為1.13%，均方根偏差(RMSD)為0.19%。溶劑化效應(yīng)和優(yōu)先溶劑化效應(yīng)分析結(jié)果表明：描述溶劑極性的π*和溶劑間相互作用VSδH₂/(100RT)對(duì)溶解度的貢獻(xiàn)率分別是46.43%和46.38%，它們對(duì)4,4'-DMBP溶解度的貢獻(xiàn)占據(jù)主導(dǎo)地位；在乙醇與乙酸乙酯的二元溶劑中，當(dāng)乙醇含量較高時(shí)4,4'-DMBP優(yōu)先與乙酸乙酯溶劑化^[6]。

參考文獻(xiàn)

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[6]劉宇翔,莊少嵐,趙洪康,等.4,4'-二甲基二苯甲酮在單一溶劑和二元溶劑中的溶解度測(cè)定與關(guān)聯(lián)[J].北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）, 2024, 51(5):1-9.