含有吡啶环的可溶型聚苯并咪唑共聚物的合成及表征

新型可溶性聚苯并咪唑的合成与性能研究 徐静，刘程 ，蹇锡高（大连理工大学高分子材料系，大连市中山路158号42信箱，116012） 关键词: 聚苯并咪唑 二氮杂萘酮 耐热性 溶解性聚苯并咪唑（Polybenzimidazole ）是一类重要的特种工程塑料，具有优异的热稳定性、阻燃性、耐腐蚀性和机械性能等特点[1-2]，广泛应用于航空航天、电子电气等领域。

聚苯并咪唑通常具有刚性的主链结构，导致其具有很高的熔点以及溶解性差的缺点，如商品化的聚苯并咪唑是由间苯二甲酸和3,3’-二氨基联苯二胺缩聚合成的，具有刚性结构，而且加工性差，使其应用范围受到一定的限制。

在分子主链中引入柔性基团（如醚键、砜基、烷基等）[3-5]或体积较大的基团[6]等可以改善聚苯并咪唑的溶解性，但会降低其耐热性能；也有文献报道了将咪唑环上的氢进行芳环取代可以提高聚苯并咪唑的耐热和氧化稳定性[7]；除此之外，在聚合物主链中引入芳杂环结构可以提高聚合物的耐热性能，如吡啶、三唑等[8]。

本文通过在聚苯并咪唑的分子主链中引入扭曲、非公平面二氮杂萘酮联苯结构，以改善其溶解性能，同时赋予其优异的耐热性，报道了一系列新型含二氮杂萘酮联苯结构的聚苯并咪唑均聚物和共聚物的合成、表征和性能。

PPBI NH N NN H O N N O n N H N N H N NN HH NN O N N O coPPBI m n Scheme 1 Structures of polybenzimidazole containing phthalazinone moiety (PPBI and coPPBI ) 本文采用溶液缩聚法合成聚苯并咪唑，以自制的二酸单体4-[4-（4-羧基苯氧基）苯基]-2-（4-羧基苯基）二氮杂萘-1-酮（DHPZ-DA ），为二酸单体，与3,3’-二氨基联苯胺（DAB ）进行缩聚反应，制备了含二氮杂萘酮联苯结构聚苯并咪唑均聚物（PPBI ）；并以DHPZ-DA 和间苯二酸（IPA ）为二酸单体，采用不用摩尔配比，与DAB 进行共缩聚（coPPBI ），制备了一系列具有不同二氮杂萘酮联苯结构含量的聚苯并咪唑共聚物。

新型苯并咪唑类化合物的合成与表征的开题报告题目：新型苯并咪唑类化合物的合成与表征一、研究背景苯并咪唑是一类重要的氮杂环化合物，具有广泛的应用领域，比如生物医学领域的抗癌药物、光电子材料领域的有机发光材料等。

尽管苯并咪唑已经被广泛研究，但其在应用过程中仍然存在一些缺点和局限性，比如合成路线繁琐、化合物稳定性较差等。

因此，寻找具有更好性能和更简单的合成路线的苯并咪唑类化合物仍然是一个值得探究的领域。

二、研究目的本研究旨在合成出一些新型苯并咪唑类化合物，并通过各种手段对其进行表征，探究其化学结构及性能，为其在应用领域中的开发提供理论基础和实验依据。

三、研究内容1. 设计合成方案，合成出目标化合物；2. 通过核磁共振波谱、红外光谱、紫外-可见吸收光谱等手段对合成的化合物进行表征；3. 探究化合物的光学、电化学等性质；4. 讨论各种性质对应的结构与结构之间的关系；四、研究意义本研究通过合成新型苯并咪唑类化合物，为该类化合物的应用奠定理论基础，并为其在各个领域的应用提供参考。

此外，该研究还对相关领域的学术研究具有一定的参考价值。

五、研究方法本研究采用有机合成、核磁共振波谱、红外光谱、紫外-可见吸收光谱等手段进行研究。

六、预期结果本研究预计合成出一些新型苯并咪唑类化合物，并对其结构和性质进行了研究，为其在应用领域的开发提供理论基础和实验依据。

七、研究进度安排第一年：制定实验方案，合成化合物，进行初步表征；第二年：对化合物进行全面的表征，探究其性质与结构的关系；第三年：论文撰写、实验总结、开题答辩、论文答辩。

八、研究重点和难点本研究的重点是合成出具有更好性能和更简单的合成路线的苯并咪唑类化合物，并对其进行全面的表征。

难点在于设计出合理的合成方案，合成出目标化合物，并通过表征手段探究其性质与结构的关系。

苯并咪唑衍生物的合成及表征苯并咪唑和1,3,4-噻二唑分别为含两个N原子、“氮-碳-硫”结构的有机杂环化合物，芳香性和共轭性均较好，是重要的两类有机合成中间体，基于其都含有特殊的结构、反应活性以及生理活性，自身及其衍生物在农药和医药领域中分别被用作抑菌剂、杀菌剂、抗肿瘤、除草剂等；在工业应用上也独具特色。

Schiff 碱是一类含有亚胺结构基团的化合物，因细胞通透性和脂溶性较好而具有抑菌、抗肿瘤等活性被应用在医药领域；工业上常作为催化剂、敏化剂、缓蚀剂以及电致发光材料等。

将不同取代基分别引入到苯并咪唑、1,3,4-噻二唑以及Schiff碱结构中并变化其取代位置，可衍生和开拓出诸多结构多变、性能迥异的相应衍生物，其中，苯并咪唑金属配合物、1,3,4-噻二唑金属配合物以及Schiff碱金属配合物性能显著，这是由于苯并咪唑、1,3,4-噻二唑以及Schiff碱结构中的N原子上都含有孤对电子（1,3,4-噻二唑还含有S原子），若引入的取代基团中含有O、S、N 等电子给予体原子时，便可分别与过渡金属形成从单齿到多齿、从单元到多元、从单核到多核等稳定性不一的金属配合物，其性能和用途各不相同。

将苯并咪唑杂环、1,3,4-噻二唑环、Schiff碱等特异结构单元引入到同一分子结构中，可得到结构新颖的苯并咪唑类衍生化合物。

鉴于以上原因并结合生物电子等排原理和亚结构连接法，本文先设计合成了一系列2-取代苯并咪唑中间体，苯并咪唑环1位氮上含有活性氢，在碱性环境下与氯乙酸钾反应合成相应的2-取代-1-苯并咪唑乙酸中间体，继续与氨基硫脲在多聚磷酸的催化下环合生成同时含有1,3,4-噻二唑基和苯并咪唑基的中间体化合物，合成的1,3,4-噻二唑基的2-碳上有氨基基团，将其视为伯胺化合物，与芳醛发生亲核加成-消除反应合成含Schiff碱的目标产物。

其中，探索和优化合成2-取代-1-苯并咪唑乙酸中间体的反应条件为：乙醇为溶剂，n（氯乙酸钾）：n（2-取代苯并咪唑）=1.4:1，回流状态下TLC监测反应进程；2-取代-N-[5-(2-氨基-1,3,4-噻二唑)-亚甲基]-苯并咪唑中间体是以2-取代-1-苯并咪唑乙酸和氨基硫脲为原料，在多聚磷酸的催化下环合而得，探索和优化其反应条件为：多聚磷酸10mL，n（2-取代-1-苯并咪唑乙酸）：n（氨基硫脲）=1.2:1，120-140℃下反应6h；目标化合物的合成以对甲苯磺酸为催化剂，2-取代-N-[5-(2-氨基-1,3,4-噻二唑)-亚甲基]-苯并咪唑和芳醛为原料，采用室温固相研磨法而得，探索和优化其反应条件为：n（芳醛）：n（2-取代-N-[5-(2-氨基-1,3,4-噻二唑)-亚甲基]-苯并咪唑）：n（对甲苯磺酸）=1.2:1:0.2，室温下研磨5min；利用IR、1HNMR以及元素分析对其结构进行表征和确认。

咪唑并[1 2-a]吡啶的合成与表征咪唑并[1 2-a]吡啶是一类重要的有机化合物，具有广泛的应用价值，包括药物、配位化学和材料科学等领域。

其合成和表征研究一直备受关注。

本文将介绍咪唑并[1 2-a]吡啶的合成方法，包括常规合成和新型合成方法，并对其化学结构和性质进行表征分析。

咪唑并[1 2-a]吡啶的常规合成方法包括咪唑和二级胺的缩合反应、咪唑与有机卤化物的偶联反应以及咪唑与争氢化物的环化反应。

咪唑和二级胺的缩合反应是较为常用的方法，反应过程中咪唑先与醛缩合生成亚胺化合物，然后经过重排得到目标产物。

咪唑与争氢化物的环化反应也是一种比较常用的方法，可以通过过渡金属催化剂的作用实现。

此类反应具有反应条件温和、高产率等优点，因此在咪唑并[1 2-a]吡啶的合成中得到了广泛的应用。

随着有机合成方法的不断发展，一些新型合成方法也逐渐引起了研究人员的关注。

金属有机化学方法可以实现咪唑并[1 2-a]吡啶的选择性合成，这种方法具有反应条件温和、高立体选择性和较高的产率等优点。

光化学方法、微波辐射方法和超声波辐射方法等新型合成方法也为咪唑并[1 2-a]吡啶的合成提供了新思路。

在合成得到咪唑并[1 2-a]吡啶后，需要对其进行表征和分析。

咪唑并[1 2-a]吡啶的化学结构可以通过核磁共振（NMR）谱、红外光谱（IR）和质谱等方法进行表征。

NMR谱是较为常用的表征方法，可以直观地反映出化合物的结构。

IR谱则可以提供化合物中功能团的信息，对咪唑并[1 2-a]吡啶的特征吸收峰进行分析，可以确定其特征功能团的存在。

质谱分析则可以得到化合物的分子量和碎片信息，对咪唑并[1 2-a]吡啶的质谱图谱进行解析，可以确定其分子结构。

咪唑并[1 2-a]吡啶的物理性质也是需要进行一定的研究的。

其熔点、沸点、密度和溶解度等物理性质可以通过实验测定得到。

这些物理性质的研究对咪唑并[1 2-a]吡啶的应用具有重要的参考意义。

咪唑并[1 2-a]吡啶的合成与表征咪唑并[1,2-a]吡啶是一类重要的有机化合物，在药物设计、医学、材料科学等领域都有着广泛的应用。

本文将介绍咪唑并[1,2-a]吡啶的合成方法与表征技术。

1. 芳香化合物与亚胺的缩合反应法该方法是从苯乙酮为原料，通过芳香化合物与亚胺的缩合反应合成。

步骤如下：（1）首先将苯乙酮与亚胺在乙腈的存在下进行缩合反应，生成芳香亚胺化合物；（2）将芳香亚胺化合物与甲基乙烯酮在无水乙醇中进行加成反应，生成咪唑并[1,2-a]吡啶。

2. 咪唑和芳香磺酰氯的反应法（1）首先将咪唑和芳香磺酰氯在四氢呋喃中进行反应，生成芳香咪唑硫酰氯化合物；咪唑并[1,2-a]吡啶的结构特点主要体现在其吸收谱、红外光谱和核磁共振谱。

下面将逐一介绍其表征技术。

1. 紫外-可见光谱分析咪唑并[1,2-a]吡啶的紫外光谱最大吸收波长在260~280 nm之间，这是由于咪唑和芳香化合物之间的相互作用导致的。

紫外光谱可以用于检测咪唑并[1,2-a]吡啶的含量和鉴别其结构。

咪唑并[1,2-a]吡啶的红外光谱表现出较强的C-H伸缩振动、C=N伸缩振动、C=C芳香环伸缩振动等峰，可以用于鉴别结构和检测杂质。

3. 核磁共振谱分析咪唑并[1,2-a]吡啶的核磁共振谱主要包括碳谱和氢谱两个部分。

在碳谱中，可以观察到化学位移的不同峰，每个峰对应一种碳原子。

在氢谱中，可以观察到化学位移的不同峰，每个峰对应一种氢原子。

核磁共振谱可以用于鉴定化合物的结构。

综上所述，咪唑并[1,2-a]吡啶是一种有机化合物，具有广泛的应用价值。

其合成方法主要包括芳香化合物与亚胺的缩合反应和咪唑和芳香磺酰氯的反应两种，其结构特点主要体现在紫外光谱、红外光谱和核磁共振谱上。

通过上述的表征技术，可以快速鉴别其结构和检测其含量。

Vol 136No 18・36・化　工　新　型　材　料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第36卷第8期2008年8月作者简介:马涛(1978-),男,兰州大学高分子化学与物理专业在读博士,师承李彦锋教授,从事于耐高温高分子材料的研究。

联系人:李彦锋。

聚苯并咪唑的合成及应用研究进展马　涛　李彦锋3　赵　鑫　邵　瑜　宫琛亮　杨逢春(兰州大学化学化工学院,兰州大学生物化工及环境技术研究所,兰州730000)摘　要　介绍了国内外有关聚苯并咪唑高分子材料的研究状况。

论述了聚苯并咪唑的发展,二元酸和四胺单体的合成方法、聚合工艺、种类及国内外应用状况,并对聚苯并咪唑的发展方向和研究热点进行了分析。

关键词　聚苯并咪唑,单体合成,聚合,应用Progress on synthesis and application of polybenzimidazolesMa Tao Li Yanfeng Zhao Xin Shao Yu G ong Chenliang Yang Fengchun (College of Chemist ry and Chemical Engineering ,Instit ute of Biochemical Engineering &Environmental Technology ,Lanzhou U niversity ,Lanzhou 730000)Abstract The progress of polybenzimidazoles was reviewed.The character of polybenzimizoles on phylogeny ,monomer ,polymerization technology ,and applications were detailedly described ,meanwhile ,the developments of poly 2benzimizoles were obviously presented.K ey w ords polybenzimidazole ,monomer synthesis ,polymerization ,application 随着航天技术的发展,特别是航天器飞行速度和有效载荷与结构质量比的提高,耐高温先进复合材料正在成为最主要的航天结构新材料。

含苯并咪唑分子的合成及表征亓昭鹏;程兴;李佩玉【摘要】A novel benzimidazole-containing compound, i.e. 3-（2-benzimidazolylmethyl）-1, 5-diamino- 3-azapentane is synthesized by a four-step reaction of protection, cyclization, substitution and hydrolysis, using chemical materials like diethylenetriamine, 1,2-diaminobenzene, and chloroacetic acid, etc. And then the structure of the compound is characterized by IR and 1H NMR.%以二乙烯三胺、邻苯二胺、氯乙酸等为原材料，经过保护，环化，取代，水解等步骤，得到了一个新颖的苯并咪唑的衍生物3-（2-甲基苯并咪唑）-1，5-二胺-3-氮杂戊烷，并通过红外光谱、核磁共振确定其结构。

【期刊名称】《黄山学院学报》【年(卷),期】2012(040)003【总页数】2页(P48-49)【关键词】3-（2-甲基苯并咪唑）-1;5-二胺-3-氮杂戊烷;合成;二乙烯三胺;邻苯二胺【作者】亓昭鹏;程兴;李佩玉【作者单位】黄山学院化学化工学院,安徽黄山245041;黄山学院化学化工学院,安徽黄山245041;黄山学院化学化工学院,安徽黄山245041【正文语种】中文【中图分类】O614.241苯并咪唑类化合物是一类具有良好生物活性的杂环化合物，广泛用于药物中间体、杀菌剂、驱虫剂等，在抗癌、镇痛、抗风湿、抗病毒等方面都有重要的药用价值。

[1-3]而且，含苯并咪唑类化合物具有较强的配位能力，也是配位化学领域中一个十分活跃的课题，常被用作超氧化物歧化酶活性中心的模拟物等。

咪唑并[1 2-a]吡啶的合成与表征咪唑并[1,2-a]吡啶是一种重要的杂环化合物，具有广泛的应用价值。

它在药物合成、材料科学等领域发挥着重要作用。

本文将介绍咪唑并[1,2-a]吡啶的合成方法及表征技术。

咪唑并[1,2-a]吡啶的合成可以通过多种方法实现。

其中一种常用的方法是通过咪唑和氰化苄反应得到咪唑并[1,2-a]吡啶。

在无水环境中加入氰化苄和咪唑，反应一段时间后得到咪唑并[1,2-a]吡啶。

反应完成后，通过温和的酸性条件进行水解，将产物从反应混合物中分离出来。

这种方法合成的咪唑并[1,2-a]吡啶产率较高，是一种常用的合成方法。

合成得到的咪唑并[1,2-a]吡啶可以通过多种表征技术进行检测。

最常用的表征技术是核磁共振（NMR）和质谱（MS）技术。

利用NMR技术可以确定合成产物的结构和纯度。

通过观察产物的氢谱和碳谱，可以确定产物的化学环境和官能团。

NMR技术还可以用于检测产物的杂质和反应物的残余量。

质谱技术可以用于确定产物的分子量和分子结构。

通过测量产物的质谱图谱，可以推断产物的分子式和分子结构。

这些表征技术可以用于评估合成方法的有效性和产物的质量。

还可以利用傅里叶变换红外（FT-IR）光谱技术对咪唑并[1,2-a]吡啶进行表征。

傅里叶变换红外光谱可以提供化合物中官能团的信息。

通过检测特定波数处的吸收峰，可以确定化合物的化学键和官能团。

这对于确定咪唑并[1,2-a]吡啶的结构和纯度非常有帮助。

咪唑并[1,2-a]吡啶是一种重要的杂环化合物，具有广泛的应用价值。

通过适当的合成方法可以获得高产率的产品。

通过核磁共振、质谱和傅里叶变换红外光谱等表征技术，可以对合成产物进行结构和纯度的确定。

这些表征技术在咪唑并[1,2-a]吡啶的合成与表征中扮演着重要角色。