Mannich反应改性高分子材料的应用进展

Ｍａｎｎｉｃｈ反应是 ２０世纪初发展起来的重要的 有机化学反应，此反应的命名源于对它进行了系统 且深入研 究 的 德 国 化 学 家 ＣａｒｌＵｌｖｉｃｈＦｒａｎｚＭａｎ ｎｉｃｈ。Ｍａｎｎｉｃｈ反 应 最 初 的 定 义 为 在 酸 催 化 下，甲 醛、胺（氨）与含有活泼 α氢的化合物发生三组分缩 合，脱水得到 β氨甲基类化合物（Ｍａｎｎｉｃｈ碱）。后
摘 要：从 Ｍａｎｎｉｃｈ反应的发展历史出发，阐述了 Ｍａｎｎｉｃｈ反应的定义，着重介绍了 Ｍａｎｎｉｃｈ反应改性乙烯基类聚 合物的反应机理及其在制革、造纸、水处理、油田等领域中的应用，系统综述了 Ｍａｎｎｉｃｈ反应改性木质素在吸附金 属离子和复合材料中的应用，分析了 Ｍａｎｎｉｃｈ反应改性蛋白质和 Ｍａｎｎｉｃｈ反应改性其他高分子材料的应用进展。 最后阐述了 Ｍａｎｎｉｃｈ反应改性高分子材料研究的不足，针对性的提出应结合现代分析测试手段进一步深入对高分 子材料的 Ｍａｎｎｉｃｈ反应机理的研究，建立结构与应用性能之间的关系，加强理论研究指导性能优异材料的制备，与 此同时开发 Ｍａｎｎｉｃｈ反应在其他高分子材料的功能化改性方面的应用，拓展其应用领域等建议。 关键词：Ｍａｎｎｉｃｈ反应；乙烯基类聚合物；木质素；机理；阳离子 中图分类号：ＴＱ３１６．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－３２０６（２０１９）０４－０９３８－０７
２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ； ３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｒｏｎｔｉｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＴｒａｎｓｆｅｒ，ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）
第 ４８卷第 ４期 ２０１９年 ４月
应 用 化 工 ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２０wk.baidu.com９
Ｍａｎｎｉｃｈ反应改性高分子材料的应用进展
吴梦欣２，马建中１，２，吕斌１，张文博３，田振华１
（１．陕西科技大学 轻工科学与工程学院 中国轻工业皮革清洁生产重点实验室，陕西 西安 ７１００２１； ２．陕西科技大学 化学与化工学院，陕西 西安 ７１００２１；３．陕西科技大学 前沿科学与技术转移研究院，陕西 西安 ７１００２１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔａｒｔｉｎｇｆｒｏｍ ｔｈｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＭａｎｎｉｃｈｒｅａｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆＭａｎｎｉｃｈｒｅ ａｃｔｉｏｎｉｓｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．ＴｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＭａｎｎｉｃｈｒｅａｃｔｉｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄｖｉｎｙｌｐｏｌｙｍｅｒａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａ ｔｉｏｎｉｎｌｅａｔｈｅｒｍａｋｉｎｇ，ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ，ｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｏｉｌｆｉｅｌｄｓａｒｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｅＭａｎｎｉｃｈ ｒｅａｃｔｉｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄｌｉｇｎｉｎｉｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｉｏｎｓａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉ ａｌｓ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＭａｎｎｉｃｈｒｅａｃｔｉｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄｐｒｏｔｅｉｎａｎｄＭａｎｎｉｃｈｒｅａｃｔｉｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄｏｔｈｅｒ ｐｏｌｙｍｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｈｅＭａｎｎｉｃｈｒｅａｃｔｉｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＩｔｉｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＭａｎｎｉｃｈｒｅａｃｔｉｏｎｉｎｐｏｌｙｍｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓｓｈｏｕｌｄｂｅｆｕｒ ｔｈｅｒｓｔｕｄｉｅｄｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｍｏｄｅｒｎａｎａｌｙｔｉｃａｌｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎ ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｇｕｉｄａｎｃｅｉｓｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，Ｍａｎｎｉｃｈｒｅａｃｔｉｏｎｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｆｕｎｃ ｔｉｏｎａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｔｈｅｒｐｏｌｙｍｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｓｅｘｐａｎｄｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍａｎｎｉｃｈｒｅａｃｔｉｏｎ；ｖｉｎｙｌｐｏｌｙｍｅｒ；ｌｉｇｎｉｎ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｃａｔｉｏｎ
ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＭａｎｎｉｃｈｒｅａｃｔｉｏｎｉｎｍｏｄｉｆｙｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＷＵＭｅｎｇｘｉｎ２，ＭＡＪｉａｎｚｈｏｎｇ１，２，ＬＢｉｎ１，ＺＨＡＮＧＷｅｎｂｏ３，ＴＩＡＮＺｈｅｎｈｕａ１
（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｅａｔｈｅｒＣｌｅａｎｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ＣｈｉｎａＮａｔｉｏｎａｌＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅｓＣｈｅｍｉｃａｌａｎｄ ＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ；
来人们对 Ｍａｎｎｉｃｈ反应的范围进行了扩展，把含有 活泼氢的化合物 （酸组分）与各种醛 （醛组分）、胺 （氨）或亚胺（胺组分）的缩合反应都称之为 Ｍａｎｎｉｃｈ 反应（图 １）。由下式可以看出 Ｍａｎｎｉｃｈ碱是由次甲 基（亚甲基）将酸组分和胺组分连接起来的分子，使 得 Ｍａｎｎｉｃｈ碱具有许多特殊的性能而应用于不同的