本篇論文是利用次乙亞胺（ethylenimine，俗稱Aziridine）與丙烯酸甲酯（methyl acrylate）進行1,4-加成反應（1,4- addition），合成次乙亞胺丙烯酸酯（MAAZ）之單體化合物，再利用丙烯酸（acrylic acid）與次乙亞胺丙烯酸酯（MAAZ）進行聚合，反應過程中會先形成四級胺鹽（amine salt），在開環（ring opening）後同時含有雙鍵及二級胺，最後利用該化合物之二級胺與雙鍵會自行產生1,4-加成反應的特性，形成側鏈帶有酯基之線性聚β胺基酯聚合物（linear poly（β-amino ester）），該反應步驟利用模型反應加以佐證，模型反應之各反應物與產物均藉由紅外線光譜（IR）、核磁共振吸收光譜（NMR）、以及高解析度質譜儀（HR-Mass）進行確認，並以積分值及元素分析（EA）作比對，而線性高分子聚合物則是利用紅外線光譜觀察其官能基之變化，再用膠體層析法（GPC）測量該聚β胺基酯聚合物之分子量。

A ring-opening reaction of aziridine with carboxylic acid and containing compounds results in the formation of its amino ester bond, which was demonstrated by a model reaction. Aziridine added to vinyl bond of methyl acrylate via a Michael addition. A self-polymerization reaction occurred with poly(amino ester) bond formation and the amino group of poly(amino ester) reacted further with acrylate via a Michael reaction for the formationof propionate ester side-chain product. The new polymers were characterized by FT-IR and its resulted self-polymerized material were monitored by a gel-permeation chromatography.

第 一 章  緒  論
1-1 聚β胺基酯介紹…………………………………………………1
1-2 高分子聚合………………………………………………………3
1-2.1 高分子分類……………………………………………………3
1-2.2 高分子聚合技術………………………………………………5
1-2.3 分子量與分子量分佈…………………………………………7
1-2.4 聚合物的聚集現象……………………………………………9
1-3 次乙亞胺介紹……………………………………………………11
1-4 麥可加成反應……………………………………………………18
1-5 Saegusa 教授開環聚合反應機構的探討………………………20

第 二 章  實  驗

2-1 分析測試方法說明………………………………………………23
 2-1.1 傅氏核磁共振光譜……………………………………………23
 2-1.2 傅氏紅外線光譜分析…………………………………………24
 2-1.3 高解析質譜分析………………………………………………24
 2-1.4 元素分析………………………………………………………25
 2-1.5 膠體層析法……………………………………………………25
 2-1.6 膨脹率測試……………………………………………………26
 2-1.7 損失率…………………………………………………………27

儀器與藥品

    2-1.8 使用儀器…………………………………………………28
     2-1.9 使用藥品…………………………………………………29

2-2A 實驗部分（A）- 模型反應
二、 合成方法
     2-2A.1 合成次乙亞胺…………………………………………31
     2-2A.2 模型反應合成步驟……………………………………33
2B-1 實驗部分（B）- 聚β胺基酯合成反應
二 、合成方法
   2-2B.1 總體聚合反應……………………………………………40
   2-2B.2 溶劑型聚合反應…………………………………………41
   2-2B.3 水溶液型聚合反應………………………………………42
   2-2B.4 自身聚合之反應形態佐證………………………………43
   2-2B.5 水凝膠合成測試…………………………………………45
   2-2B.6 其他溶劑的聚合反應……………………………………45

第 三 章  結果與討論

3-1 模型反應與反應機構……………………………………………48
3-2 聚合反應與反應機構……………………………………………52
3-3  總體聚合反應系列之分子量分佈趨勢…………………………54
3-4  溶劑型聚合反應系列之分子量分佈趨勢………………………56
  3-4.1 DMF溶劑型聚合反應系列……………………………………56
3-4.2 水溶液型聚合反應系列……………………………………58
3-5 不同莫耳比例影響聚合的程度…………………………………60
3-6 反應溫度與加熱時間對聚合度的影響…………………………64
3-7 總體聚合與溶劑型聚合方式的比較……………………………69
3-8 水溶液型聚合反應………………………………………………71
3-9 自行聚合之反應型態……………………………………………73
  3-9.1 反應物莫耳比例控制………………………………………73
  3-9.2 反應時間控制………………………………………………74
  3-9.3 聚合方法的改變與梯度型反應溫度控制…………………75
3-10 其他溶劑的聚合反應程度………………………………………78
3-11 聚β胺基酯水凝膠的性質………………………………………79
3-12 各項數據表格……………………………………………………82
3-12.1 總體聚合反應系列之分子量分佈…………………………82
3-12.2 DMF溶劑型聚合反應系列之分子量分佈…………………84
3-12.3  水溶液型聚合反應系列之分子量分佈…………………86
3-12.4 自身聚合反應系列之分子量分佈………………………89
3-12.5  不同溶劑之溶劑型聚合的分子量變化…………………92
3-12.6 水凝膠膨脹率測試 ………………………………………92
3-12.7水凝膠水解率測試…………………………………………93

 第 四 章  結  論
4-1  模型反應證明反應機構………………………………………94
4-2   自身反應型態之聚β胺基酯…………………………………95

 第 五 章  參考資料

圖表索引

式目錄：

式1-1……………………………………………………………………13
式1-2……………………………………………………………………13
式1-3……………………………………………………………………14
式1-4……………………………………………………………………14
式1-5……………………………………………………………………14
式1-6……………………………………………………………………15
式1-7……………………………………………………………………17
式1-8……………………………………………………………………19
式1-9……………………………………………………………………19
式1-10…………………………………………………………………19
式1-11…………………………………………………………………21
式3-1  模型反應機構………………………………………………51
式3-2  聚β胺基酯反應機構…………………………………………53



表目錄：

表2-2B.1  總體聚合反應之各式比例條件
…………………………………………………………………………46
表2-2B.2  DMF溶劑型聚合反應之各項比例條件
…………………………………………………………………………46
表2-2B.3  水溶液聚合反應之各項比例條件
…………………………………………………………………………46
表2-2B.4  聚β胺基酯水凝膠反應之各項比例條件
…………………………………………………………………………47
表2-2B .5  其他溶劑之溶劑型聚合反應各項比例條件
…………………………………………………………………………47
表3-12.1（a）總體聚合 1：1 / 35℃
…………………………………………………………………………82
表3-12.1（b）總體聚合 1：1 / 50℃
…………………………………………………………………………82
表3-12.1（c）總體聚合 1：0.5 / 50℃
…………………………………………………………………………83

表3-12.1（d）總體聚合 1：1.5 / 50℃
…………………………………………………………………………83
表3-12.2（a）DMF溶劑型聚合 1：1 / 35℃ / 0.15％
…………………………………………………………………………84
表3-12.2（b）DMF溶劑型聚合1：1 / 50℃ / 0.15％
…………………………………………………………………………84
表3-12.2（c）DMF溶劑型聚合 1：0.5 / 50℃ / 0.15％
…………………………………………………………………………85
表3-12.2（d）DMF溶劑型聚合1：1.5 / 50℃ / 0.15％
…………………………………………………………………………85
表3-12.2（e） DMF溶劑型聚合1：1 / 50℃ / 20％
…………………………………………………………………………86
表3-12.3（a）水溶液型聚合 1：1 / 35℃ / 0.15％
…………………………………………………………………………86
表3-12.3（b）水溶液型聚合 1：1 / 50℃ / 0.15％
…………………………………………………………………………87
表3-12.3（c）水溶液型聚合 1：0.5 / 50℃ / 0.15％
…………………………………………………………………………87

表3-12.3（d）水溶液型聚合1：1.5 / 50℃ / 0.15％
…………………………………………………………………………88
表3-12.3（e）水溶液型聚合1：1 / 35℃ / 20％
…………………………………………………………………………88
表3-12.4 （a）控制莫爾比例之總體聚合 
…………………………………………………………………………89
表3-12.4（b）控制反應時間之總體聚合 
…………………………………………………………………………89
表3-12.4（c）總體聚合轉水溶液型聚合之梯度升溫
…………………………………………………………………………90
表3-12.4（d）總體聚合轉DMF溶劑型聚合之梯度升溫
…………………………………………………………………………91
表3-12.5  不同溶劑之溶劑型聚合的分子量
…………………………………………………………………………92
表3-12.6 水凝膠膨脹率
…………………………………………………………………………92
表3-12.7 水凝膠水解率
…………………………………………………………………………93

圖目錄：

【圖3-5.1】  總體聚合 1：0.5、1：1、1：1.5 加熱溫度50℃及莫耳比例1：1加熱溫度35℃時的分子量比較圖…61
【圖3-5.2】  DMF-溶劑型聚合在 1：0.5、1：1、1：1.5 / 0.15％加熱溫度50℃時的比較圖…………………………62
【圖3-5.3】  水溶液型聚合在 1：0.5、1：1、1：1.5 / 0.15％加熱溫度50℃時的比較圖………………………………62
【圖3-5.4】  總體聚合在同一反應器中 1：0.5 →1：0.7→1：0.9 /50℃加熱6小時比較圖……………………………63
【圖3-7.1】  總體聚合（bulk polymerization）1：1 /50℃…70
【圖3-3.2】  DMF溶液型聚合（DMF-solution polymerization）1：1/ 50℃/20％………………………………………………70
【圖3-8.1】  水溶液型聚合1：1 / 35℃濃度20％分子量分佈趨勢……………………………………………………72
【圖3-9.1】 總體聚合1：1 室溫條件下反應時間與分子量的關係……………………………………………………75
【圖3-9.2】 聚合方法變化與梯度型升溫之趨勢圖I……………76
【圖3-9.3】  聚合方法變化與梯度型升溫之趨勢圖II……………77
【圖3-9.1】 莫耳比例1：1 /50℃/10小時條件下溶劑與分子量的關係……………………………………………………78
【圖3-11.1】 水溶液聚合1：1/ 50℃/ 60％與70％水凝膠膨脹程度比較………………………………………………80
【圖3-11.2】 水溶液聚合1：1.5/ 50℃/ 60％與70％水凝膠膨脹程度比較……………………………………………80
【圖3-11.3】 水溶液聚合1：1/ 50℃/ 60% 70% 與1：1.5/ 50℃/ 60％ 70％之水凝膠在pH1.47條件下膨脹程度比較……………………………………………………81

模型光普及GPC圖譜………………………………………102

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