脂肪族羟基多元羧酸（如酒石酸和苹果酸等）是一类对环境非常友好的多元羧酸，具有优秀的配位反应能力、亲水性和生物学性质。特别是其结构中羟基的存在提供了一个额外的配位点，形成的五元或六元环增加了配合物的稳定性。为考察其羟基的数量和位置对配合物结构和催化性能的影响，首先通过酯化反应将三种不同的二元羧酸（图3-35）分别固定于棉纤维表面，然后使其分别与Fe3+进行配位反应制备二元羧酸改性棉纤维铁配合物（Fe-DCA-Cotton），比较了其结构中羟基对配合物的QCOOH值的影响。

图3-35　三种二元羧酸的分子结构及其改性棉纤维对Fe3+的配位反应

图3-36显示，三种配合物的QCOOH值随着羧酸浓度的增大几乎呈线性升高，表明羧酸浓度的提高有利于棉纤维改性反应的进行。这是因为羧酸浓度提高不仅有利于其向纤维内部扩散，而且使其与棉纤维分子中羟基的接触机会增大，促进两者之间发生酯化反应，导致更多的羧酸分子固定在棉纤维表面。在相同反应浓度条件下，三种改性棉织物的QCOOH值排列为SA-Cotton＞MA-Cotton＞TA-Cotton。

图3-36　二元羧酸浓度对QCOOH值的影响

原因可能是，在棉改性反应过程中，两个羟基羧酸TA和MA分子之间会通过脱水反应而生成交酯（反应式3-10），这不仅会使羧酸分子量增大，水溶性基团减少，而且还会消耗其与纤维反应的羧基数目，使其改性纤维的QCOOH值下降。特别是含有两个羟基的TA更易发生这种反应，导致生成TA-Cotton的QCOOH值更低。不同QCOOH值的三种改性织物分别在50℃与Fe3+配位反应2h生成三种Fe-DCA-Cotton，它们的QFe值与QCOOH值之间的关系参见图3-37。(www.daowen.com)

图3-37　QCOOH和QFe的关系

可以看出，三种配合物的QFe值随着QCOOH值的增加而逐渐升高，这意味着QCOOH值的增加有利于羧酸与Fe3+配位反应的进行。因为QCOOH值提高导致能够与Fe3+进行配位反应的羧基增多，加速了两者之间的配位反应，并将更多的Fe3+固定在棉纤维表面。更重要的是，在相同条件下，它们的QFe值排列为Fe-TA-Cotton＞Fe-MA-Cotton＞Fe-SA-Cotton，说明TA-Cotton比其他两种纤维配体更易与Fe3+反应而将其固定在纤维表面。其原因与三种纤维配体与Fe3+的配位方式的差异有密切关系。以前的研究证明，羧酸改性纤维配体与Fe3+的配位反应通常包括分子间配位和分子内配位模式，如图3-38中的（a）和（b）所示。值得注意的是，由于羟基羧酸分子结构中羟基的存在能够提供一个额外的配位位置，所以TA和MA改性纤维配体还可能与Fe3+形成稳定的分子内五元环或六元环结构，如图3-38中（c）和（d）所示。另外，其中固定于棉纤维表面的TA分子即使形成交酯后还剩余一个羟基，其仍然能够与Fe3+进行图3-38中（c）和（d）模式的配位反应，而将更多Fe3+固定于纤维表面。

图3-38　羟基羧酸改性棉纤维与Fe3+的配位方式