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一种合成含氮杂环的化合物的方法在有机化学领域中，合成含氮杂环的化合物一直是重要且研究广泛的课题之一。
这类化合物具有广泛的应用价值，可以应用于药物合成、功能材料制备等方面。
本文将介绍一种合成含氮杂环化合物的方法，并说明其合成步骤和反应机理。
该方法的合成路线是通过使用芳香胺和酮类化合物作为原料，经过一系列的反应和处理步骤来得到目标化合物。
具体的合成步骤如下：首先，将芳香胺和酮类化合物以一定摩尔比混合，并加入适量的催化剂。
催化剂的选择在此处显得尤为重要，其需要能够催化胺与酮之间的缩合反应，促使形成一种新的含氮杂环化合物。
其次，经过一定的反应时间，反应体系中将生成缩合产物。
为了提高反应效率和产率，可以适当调节反应温度和反应时间，以及酸碱度的pH值。
然后，得到的缩合产物经过一系列的纯化和分离步骤，如萃取、结晶等，可以得到纯度较高的目标产物。
最后，使用各种分析方法，如核磁共振（NMR）、质谱（MS）等对目标产物进行结构表征和确认。
在该合成方法中，合成步骤简单，原料易得，并且反应条件温和、产率高。
通过优化反应条件和催化剂的选择，可以获得不同结构和性质的含氮杂环化合物。
根据实验数据和反应机理的推测，该反应的缩合过程可能涉及胺和酮之间的亲核加成反应和质子转移反应。
这一反应机理有助于我们理解合成过程中的关键步骤，并指导合成条件的优化和改进。
综上所述，该方法是一种可行且有效的合成含氮杂环化合物的方法。
通过调节反应条件和催化剂的选择，可以获得具有不同结构和性质的化合物。
未来，我们可以进一步改进该方法，以实现更高效与绿色的合成策略，为含氮杂环化合物的合成做出更大的贡献。
这就是一种合成含氮杂环的化合物的方法。
通过使用芳香胺和酮类化合物作为原料，并经过一系列的反应和处理步骤，可以合成目标化合物。
通过优化反应条件和催化剂的选择，可以获得不同结构和性质的含氮杂环化合物。
希望这种方法能够为有机化学研究和应用领域提供有价值的参考。
氮杂环类化合物的反应研究张建伟;樊媛洁【期刊名称】《首都医科大学学报》【年(卷),期】2011(032)005【摘要】目的本文对氮杂环类化合物的反应进行研究.方法 N-甲基六氢吡啶及托品酮与溴乙腈反应制得季胺盐溴化N-甲基-N-腈甲基六氢吡啶和溴化N-甲基-N-腈甲基托品酮,得到的季胺盐在四氢呋喃中与过量氢化钠反应.结果前者反应得到甲基转移的产物,后者发生Hofmann消除反应.结论溴化N-甲基-N-腈甲基六氢吡啶在氢化钠作用下,首先发生甲基转移反应,进而与四氢呋喃中的不纯物过氧化氢物产生的甲酸酯反应生成化合物2-六氢吡啶基-2-腈基-丙醛.阿托品化合物在氢化钠作用下是首先发生Hofmann消除反应,进而环合生成化合物3-氨基-1-甲基-2,7,8,8a-四氢-环庚吡咯-4-酮.%Objective The reactions of quaternary ammoniumsalts of N-heterocycles were investigated. Methods The rearrangement reactions of N-heterocycles might be performed if the N-ylide intermediates can be generated. In compounds containing a (J-hydrogen atom, Hofmann elimination may compete and in many cases provides the major product. We tried N-cyanomethyl-N-methylpiperidine bromide and N-cyanomethyl-N-methyltropinone bromide which were treated with sodium hydride. Results The quaternary ammonium salt N-cyanomethyl-N-methylpiperidine bromide furnished the rearrangement reactions products 2-piperidinyl-2-cyanoyl-propionaldehyde and N-cyanomethyl-atropine bromide gave Hofmann elimination product 2-piperidinyl-2-cyanoyl-propionaldehyde. Conclusion Thus we have explored the reaction quaternary ammoniumsalts of N-heterocycles with sodium hydride. Some of them performed Hofmann elimination reactions and some of them underwent rearrangement reactions. N-methylpiperidine and tropinone derivatives were tested. N-methylpiperidine derivative react with sodium borohydride to performed rearrangement reactions. Tropinone derivatives performed Hofmann elimination reaction and cyclize to produce 7.【总页数】3页(P658-660)【作者】张建伟;樊媛洁【作者单位】首都医科大学化学生物学与药学院,北京100069;首都医科大学化学生物学与药学院,北京100069【正文语种】中文【中图分类】O62【相关文献】1.一些含氮杂环类化合物的质谱研究 [J], 刘方明2.氮杂环卡宾钯配合物催化合成含联苯类及异黄酮类化合物中药活性成分的研究[J], 兰小兵;麦继忠;刘丰收;欧阳嘉盛;李艳芳;申东升3.含氮杂环羧酸类化合物的合成研究(II) --2-[9-(2-氨基-6氯嘌呤)]乙酸及其衍生物的合成 [J], 李清寒;李子成;陈淑华;蒋宁4.苯并氮杂环类化合物的绿色合成研究进展 [J], 周来运;武海涛;王兰芝5.部分氮杂环类化合物的遗传毒性及其QSAR研究 [J], 朱春媚;沈其龙;孔令仁;陈景文;王连生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
含氮杂环化合物的设计合成含氮杂环化合物，又称为芳杂环化合物，是指有官能团及杂环结构的化合物，它们在化学领域有着广泛的应用，有可能成为药物中间体、材料基础物质、农药、香料等。
它们具有天然产物不具有的特性，并具有多种可靠的活性，其中芳香性是其最重要的特性。
它们源于天然产物，受到自然界环境、生物环境和合成环境等多种因素的影响，因此，设计合成含氮杂环化合物的研究成为了化学科学和技术的重要课题。
二、含氮杂环化合物的设计合成1、化学反应路径设计含氮杂环化合物的设计合成，首先要对化学反应路径进行有效设计。
根据要合成的目标，在充分的实验和明确的反应基础上，认真分析定义合成路线，作出科学的可行性判断后，确定一条合理的反应路径。
2、新型反应体系和催化剂研究目前，大部分存在的含氮杂环化合物都源于天然产物，尽管有时也会经过合成修饰，但以原料分离及回收为主。
为了获得新型的含氮杂环化合物，必须开发出新型反应体系及催化剂，以达到高效、选择性高、反应环境安全等目的。
3、目标产物的晶体结构表征在合成的过程中，必须进行晶体结构表征，以确定合成的目标产物的结构和性质。
晶体结构表征可以通过X射线衍射仪(XRD)，红外光谱仪(IR)，核磁共振波谱仪(NMR)，紫外分光光度计(UV)等手段进行，以分析出目标产物的结构和性质。
三、含氮杂环化合物的工业制备只有设计完美、合成成功的含氮杂环化合物才能在工业应用中得到良好的效果。
因此，工业制备要求操作条件和设备设施都要能够满足产品的要求，只有能够搭建一套完整的设施，保证合成工艺的可操作性、可控性和安全性，才能确保含氮杂环化合物的工业生产。
四、结论含氮杂环化合物具有广泛的应用前景，但其可靠的活性取决于其结构和性质。
因此，设计合成含氮杂环化合物是一项复杂的工作，需要研究者从理论、实验两方面努力，以期获得一系列可靠活性的新型含氮杂环化合物，为工业应用提供可靠的实验基础。
一种合成含氮杂环的化合物的方法含氮杂环化合物在化学、医药、材料科学等众多领域都具有重要的地位和广泛的应用。
它们的独特结构和性质使得其合成方法成为化学研究的热点之一。
在本文中，我们将详细介绍一种合成含氮杂环化合物的有效方法。
首先，让我们来了解一下含氮杂环化合物的基本概念。
含氮杂环化合物是指分子中包含氮原子并且形成环状结构的有机化合物。
常见的含氮杂环化合物包括吡啶、嘧啶、吡咯、吲哚等。
这些化合物在生物活性分子、药物分子以及功能性材料中经常出现。
我们所探讨的合成方法基于一系列有机化学反应。
其中，关键的步骤包括环化反应、官能团转化和选择性修饰。
环化反应是构建含氮杂环结构的核心步骤。
一种常用的策略是通过分子内的缩合反应来形成环。
例如，在适当的条件下，含有氨基和羧基的化合物可以通过脱水缩合形成内酰胺环，这是一种常见的含氮杂环结构。
在官能团转化方面，常常需要对合成过程中产生的中间产物进行官能团的调整和改变。
比如，将硝基还原为氨基，或者将羟基转化为卤素等。
这些官能团的转化可以为后续的反应提供更多的可能性，从而实现对含氮杂环化合物结构的精确调控。
选择性修饰是合成含氮杂环化合物的另一个重要环节。
通过选择合适的试剂和反应条件，可以在含氮杂环的特定位置引入取代基。
这不仅可以改变化合物的物理化学性质，还可以影响其生物活性和应用性能。
为了实现上述的反应步骤，实验条件的控制至关重要。
反应温度、反应时间、溶剂的选择以及催化剂的使用都可能对反应的结果产生显著的影响。
例如，对于温度的控制，某些反应需要在低温下进行以避免副反应的发生，而另一些反应则需要在较高的温度下才能有足够的反应活性。
反应时间的长短也需要根据具体的反应来确定，过短可能导致反应不完全，过长则可能导致产物的分解或者副产物的增多。
溶剂的选择对于反应的进行也有着重要的影响。
不同的溶剂可能会影响反应物的溶解性、反应速率以及反应的选择性。
常见的溶剂包括乙醇、二氯甲烷、甲苯等。
氮杂环化合物的合成与应用研究进展氮杂环化合物是一类含有氮原子的环状分子结构，具有广泛的化学和生物活性。
它们在药物、农药和有机合成等领域中具有重要的应用价值。
本文将介绍氮杂环化合物的合成方法以及其在药物和材料科学中的应用研究进展。
一、氮杂环化合物的合成方法1. 常用的氮杂环化合物合成方法之一是环化反应。
环化反应是通过将线性分子转化为环状分子来合成氮杂环化合物的方法。
常见的环化反应包括氧化环化、还原环化和酸催化环化等。
这些反应通常需要特定的催化剂和条件，如高温或高压。
2. 另一种常用的合成方法是通过氮杂环的构建来合成氮杂环化合物。
这种方法通常涉及到碳氮键的形成，可以通过亲核取代、亲电取代和自由基反应等途径实现。
例如，亲核取代反应中，亲核试剂可以攻击含有亲电中心的化合物，形成新的碳氮键。
3. 还有一种常用的合成方法是通过环内反应来合成氮杂环化合物。
这种方法利用了分子内部的反应位点，通过适当的反应条件和催化剂来实现环内反应。
常见的环内反应包括环内亲核取代、环内亲电取代和环内自由基反应等。
二、氮杂环化合物在药物研究中的应用1. 氮杂环化合物在抗癌药物研究中具有重要的应用价值。
许多氮杂环化合物被发现具有抗肿瘤活性，可以通过抑制肿瘤细胞的增殖和诱导细胞凋亡来发挥作用。
例如，吡咯并咪唑类化合物被广泛研究作为抗癌药物的候选化合物。
2. 氮杂环化合物在抗菌药物研究中也具有重要的应用潜力。
许多氮杂环化合物被发现具有抗菌活性，可以抑制细菌的生长和繁殖。
例如，噻唑类化合物被广泛研究作为抗菌药物的候选化合物。
三、氮杂环化合物在材料科学中的应用1. 氮杂环化合物在光电材料领域具有广泛的应用价值。
许多氮杂环化合物具有良好的光电性能，可以作为光电器件的关键材料。
例如，吡咯类化合物被广泛研究作为有机光电材料的候选化合物。
2. 氮杂环化合物在催化剂领域也具有重要的应用潜力。
许多氮杂环化合物具有良好的催化活性，可以作为催化剂用于有机合成反应中。
酰胺合成的研究进展孙健;王吉洋;金朝辉;高华晶【摘要】酰胺官能团是自然界中最基本的化学结构单元之一,并且广泛存在于精细化学品结构中.目前,合成酰胺的方法已被国内外所报道,包括羧酸与胺的偶联反应、醛和胺的缩合反应、以芳基卤化物和胺和CO为底物的氨基羰基化反应.随着环保的理念深入人心,酰胺的制备也逐渐趋于绿色、环保的合成方法.本文从原料的角度综述了各种合成酰胺的方法.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)007【总页数】3页(P14-16)【关键词】酰胺;偶联反应;缩合反应;氨基羰基化反应【作者】孙健;王吉洋;金朝辉;高华晶【作者单位】吉林化工学院石油化工学院, 吉林吉林 132022;吉林化工学院石油化工学院, 吉林吉林 132022;吉林化工学院研究生学院, 吉林吉林 132022;吉林化工学院石油化工学院, 吉林吉林 132022【正文语种】中文【中图分类】O621.3酰胺是药物化学中重要的组成部分，在药物化学分析数据库中有超过25%的已知药物中含有酰胺类化合物[1]。
同时，含有酰胺结构的聚合物也有重要应用。
如尼龙，是重要的工程和医用材料，不仅可以替代铜、铁等金属，还可以用于医用缝线。
目前，合成酰胺的主要方法有两种。
一种是羧酸与胺的缩合酰化反应[2]，由于该方法需要用到缩合剂，因此，研究人员开发了多种缩合剂应用于这种酰化反应，但是该方法需要增加成本处理反应中产生的大量副产物。
另外一种是酶催化法合成酰胺[3]，虽然反应生成单一产物，但是酶催化剂的使用条件非常苛刻，并且这种方法的底物范围受到限制。
基于酰胺化合物的重要性以及合成酰胺方法的局限性，Allen等[4]从催化剂的角度，对合成酰胺的方法进行过总结。
而本文从原料的角度出发，总结了国内外近年来使用不同底物合成酰胺的反应类型。
1 以羧酸和胺为底物合成酰胺由于偶联试剂的多样化，使得金属催化剂在以羧酸和胺为原料合成酰胺的反应领域研究较少，同时羧酸和胺可以生成季胺盐，因此用羧酸和胺合成的酰胺具有挑战性。
新型含氮杂环化合物的合成与应用研究合成新型含氮杂环化合物的方法可以分为多种途径。
其中，金属催化合成方法是最常用的一种方法。
通过合理选择金属催化剂和反应条件，在反应中实现碳氮键的形成，从而合成出去氮的杂环化合物。
此外，有机合成方法也是一种常用的方法。
有机合成方法通过选择合适的反应物和条件，进行较为复杂的转化反应，得到含氮的杂环化合物。
合成新型含氮杂环化合物的研究同时关注其应用领域。
在药物领域，新型含氮杂环化合物往往具有较好的生物活性，可以用来治疗多种疾病。
例如，含氮杂环化合物中的一些亚胺衍生物具有抗生素活性，可用于治疗感染性疾病。
此外，一些含氮杂环化合物也被发现对癌细胞具有很好的抑制作用，因此在抗癌药物研究中有着广泛的应用。
在农药领域，新型含氮杂环化合物也被广泛应用。
一些含氮杂环化合物可以作为杀虫剂、杀菌剂和除草剂等。
通过合理设计和改进结构，可以提高农药的稳定性和杀虫效果，从而更好地保护作物免受病虫害的侵害。
材料科学领域也是新型含氮杂环化合物的主要应用领域之一、新型含氮杂环化合物通常具有较好的光电、热学和机械性质，可以用于制备高性能的材料。
例如，一些含氮杂环化合物可以用于制备高效的有机光电材料，如有机光伏材料和发光材料。
此外，一些含氮杂环化合物也可以用于制备高分子材料、生物材料和纳米材料等。
总之，新型含氮杂环化合物的合成与应用研究具有重要的科学意义和应用价值。
通过合理选择合成方法和优化结构设计，可以实现更好的合成效果和应用性能。
新型含氮杂环化合物在药物、农药、材料科学等领域的应用前景广阔，对于人类社会的发展和进步具有重要意义。
第30卷第1期高分子材料科学与工程V o l .30,N o .12014年1月P O L YM E R MA T E R I A L SS C I E N C E A N DE N G I N E E R I N GJ a n .2014主链含氮杂环聚芳酰胺的合成研究进展李召朋1,2,付 鹏1,张晨曦1,刘少兵1,刘民英1,赵清香1(1.郑州大学材料科学与工程学院,河南郑州450052;2.河南省科学院同位素研究所有限责任公司,河南郑州450015)摘要:氮杂环聚芳酰胺由于具有优异的热稳定性㊁溶解性能和力学性能,在航天㊁电子等高新技术领域具有广阔的发展前景,其合成和改性研究一直受到关注㊂文中综述了氮杂环聚芳酰胺的合成方法,根据氮杂环结构的不同,从五元杂环和六元杂环两个方面分别介绍了国内外关于主链含氮杂环聚芳酰胺合成的研究进展,并对氮杂环聚芳酰胺的发展趋势进行了展望㊂关键词:氮杂环;聚芳酰胺;合成;进展中图分类号:T Q 632.6 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2014)01-0186-05收稿日期:2013-04-12基金项目:863计划项目(2011A A 02A 204);河南省创新人才计划项目资助(124200510011)通讯联系人:赵清香,主要从事聚酰胺工程塑料的合成及应用等研究, E -m a i l :z h a o q i n g x i a n g1@126.c o m 芳香族聚酰胺具有较高的模量和强度,在航空航天㊁电子电器㊁耐热绝缘材料等领域获得了广泛应用[1]㊂但芳香族聚酰胺类材料由于分子刚性太大,分子链紧密堆积,熔融温度较高,甚至高于其分解温度;溶解性能较差,除浓硫酸外难溶于其他溶剂等缺点,使聚芳酰胺难以加工,进一步推广应用受到限制㊂因此科技工作者大多通过结构改性来拓展其应用领域,常用的改性手段主要包括在主链上引入柔性集团[2]㊁扭曲非共平面结构[3]㊁大体积侧基[4]和芳杂环结构[5]等,以期使聚芳酰胺保持较高耐热性的同时,增加其可加工性,其中含芳杂环特别是氮杂环结构的聚芳酰胺日益受到人们的关注㊂本文主要介绍主链含氮杂环聚芳酰胺的合成方法和研究进展㊂1 主链含氮杂环聚芳酰胺的合成方法目前,氮杂环聚酰胺一般在含有强极性溶剂的溶液中合成,采用的溶剂主要有N ,N -二甲基甲酰胺(D M F )㊁N ,N -二甲基乙酰胺(D MA c )㊁N -甲基吡咯烷酮(NM P )㊁六甲基磷酰胺(HM P a )等㊂合成方法主要为低温溶液聚合法和高温溶液聚合法㊂1.1 低温溶液聚合法低温溶液聚合法以界面聚合[6]为代表,是指二酰氯与二元胺单体在低温的反应,此法适合于对光㊁热和氧不稳定的二胺单体,可在有机溶剂和水两相界面上快速反应得到聚芳酰胺,但所得相对分子质量分布较宽[7]㊂此后,研究者在此基础上简化了聚合体系,以有机极性溶剂为缚酸剂,以金属盐(如C a C l 2㊁L i C l ㊁M g C l 2等)作助溶剂,可得到较高分子量的聚芳酰胺,这是目前工业上较为成熟的合成聚芳酰胺的方法[8]㊂1.2 高温溶液聚合法高温溶液聚合法以Y a m a z a k i 膦酰化聚合法[9]为代表,是低活性的二胺与二酸单体在高温有机溶剂中的直接缩合反应,此法适合于不易制备酰氯的二酸单体㊂在反应体系中添加芳香磷酸酯和吡啶等化合物来活化反应体系,以及少量的金属盐类增加聚合物的溶解度,从而得到高分子量的聚芳酰胺,在新型聚酰胺品种的开发中得到了广泛应用㊂微波辐射聚合法[10]是一种新颖的高温溶液聚合方法㊂利用微波辐射技术,在短时间内(数十秒)使聚合体系升到较高的温度(200ħ),并使缩聚反应快速完成㊂此法适合于比较稳定的反应单体,整个过程无搅拌,不排出反应副产物,但微波反应容器造价高,且作用机理不甚明确,发展受限,但其作为一种高效的加热方式日益受到人们的关注㊂值得一提的是,用离子液体来代替有机溶剂的绿色缩聚方法[11]近年来得到了快速发展,结合微波加热或传统的加热方法在一定的温度下实现聚芳酰胺的合成,离子液体具有高的热稳定性㊁低的蒸汽压和强极性,且对环境友好,可以很好地溶解聚芳酰胺㊂网络出版时间：2014-01-07 10:43网络出版地址：/kcms/detail/51.1293.O6.20140107.1043.017.html1.3 其他方法有机化学为酰胺键提供了多种合成路线,可用来制备聚芳酰胺,如酯交换法㊁钯催化的酰基化缩聚[12]等㊂其中钯催化的酰基化缩聚因为原料来源充足且价格低廉,在聚芳酰胺的合成研究中引起了较大的兴趣㊂2 主链含氮杂环聚芳酰胺的合成研究进展文献报道的主链含氮杂环的聚合物主要包括聚酯㊁聚酰胺㊁聚氨酯㊁聚酰亚胺[13]等㊂氮杂环在聚酰胺主链上的引入,可提高聚酰胺的玻璃化转变温度和溶解能力,增加其热稳定性,对电性能和吸附性能的影响也有相关报道㊂根据杂环中原子数的不同,杂环聚芳酰胺可分为五元杂环聚芳酰胺和六元杂环聚芳酰胺㊂下面对其研究进展分别予以介绍㊂2.1 五元含氮杂环聚芳酰胺的合成聚噻唑作为较早研究的耐热性聚合物,具有优异的高温稳定性㊂M o h a n t y [14]以2,5-二氨基噻唑和对苯二甲酸为起始单体,通过高温溶液聚合法合成了一种新型的杂环聚芳酰胺,可溶解在强极性溶剂中,在D M F 溶液中测得其特性黏度为0.52d L /g,其最大热降解速率温度(T m a x )为328ħ,熔点(T c )为310ħ㊂S a v a [15]合成了主链含1,3,4-恶二唑的新型多氮杂环聚芳酰胺,玻璃化转变温度(T g )在260ħ以上,在极性溶剂中具有良好的溶解性,可浇铸成韧性薄膜,聚合物薄膜拉伸强度可达97M P a ,拉伸模量在2.3G P a ~2.6G P a ,断裂伸长率为6%~24%,并对其光学性能进行了研究㊂T a b .1 S t r u c t u r e o fA r o m a t i cP o l y a m i d eC o n t a i n i n g N i t r o g e nF i v e -M e m b e r e dH e t e r o c yc l i c i n M a i nC h a i n F a gh i h i [16]通过Y a m a z a k i 膦酰化法合成了主链含氮杂环的新型聚芳酰胺,随五元杂环取代基的不同,特性黏度0.64d L /g ~1.5d L /g ,T 10为290ħ~310ħ,室温时在极性溶剂中可溶解,在三氯甲烷㊁碱溶液中不能溶解㊂含氮杂环的稠环分子链中既含有氮杂环又含有苯环,分子链具有较大的刚性,链旋转自由度也受到制约,可提高聚合物的热分解温度㊂S h o c k r a v i [17]通过Y a m a z a k i 膦酰化法合成了系列无定型聚芳酰胺,特性黏度为0.42d L /g ~0.95d L /g ,T 10在485ħ以上,在强极性溶剂和弱极性溶剂(如吡啶等)中均具有很好的溶解性,同时该聚芳酰胺由于三氟甲基和杂环的存在,使其具有较低的折射率(1.57~1.59)㊂在国内,哈工大的黄玉东等[18]通过Y a m a z a k i 膦酰化法合成了新型的半芳香杂环聚酰胺,特性黏度可达1.6d L /g ,T 0为380ħ,T m a x 为424.7ħ,T c 为370ħ,只能溶解于三氟乙酸㊁浓硫酸等强极性溶剂中,这使得其进一步应用较为困难㊂中蓝晨光化工研究院的王风德[19]通过三元共缩聚的方法在分子主链上引入苯并咪唑杂环,利用湿法纺丝工艺制备了一种新型的杂环芳纶纤维,具有优异的力学性能,其断裂强度为27c N /d t e x ~33c N /d t e x ,弹性模量为950c N /d t e x ~1200c N /d t e x ,断裂伸长率2.5%~3.8%㊂2.2 六元含氮杂环聚芳酰胺的合成六元氮杂环以吡啶环最为常见和稳定,吡啶环以其刚性结构,使聚合物具有良好的耐热性能及化学稳定性能,环中氮原子的配位作用在增加聚合物溶解性的同时,也使其具有优异的吸附能力㊂早在1976年,B a n i h a s h e m i [20]等就以2,6-吡啶二羧酸为二酸单体在高温合成了主链含吡啶环的全芳香杂环聚酰胺,特性黏度为1.08d L /g,T c 在360ħ以上,具有较好的热稳定性,500ħ时热失重为8.6%,除D M S O 和D M F 外,在一般的有机溶剂中不易溶解㊂M i k r o y a n n i d i s [21]以吡啶环取代苯环合成了一种新型无定型聚芳酰胺,该聚酰胺在吡啶㊁三氯甲烷等弱极性溶剂中具有一定的溶解度,在D M F 溶液中测得其特性黏度为0.58d L /g,T g 为113ħ,5%热失重温度(T 5)为420ħ,热稳定性良好㊂T a m a m i [22]分别合781 第1期李召朋等:主链含氮杂环聚芳酰胺的合成研究进展成了含三芳基吡啶的二胺和二酸,并通过低温溶液聚合法合成了主链含三芳基吡啶的新型聚酰胺,测得特性黏度为0.12d L /g,热稳定性良好,T 0为420ħ~460ħ,T 10在467ħ~550ħ之间,可溶于一般的极性溶剂中㊂T a b .2 S t r u c t u r e o fA r o m a t i cP o l y a m i d eC o n t a i n i n g N i t r o g e nS i x -M e m b e r e dH e t e r o c yc l i c i n M a i nC h a in I n [23]利用低温溶液聚合法合成了一种含吡啶醚键的杂环聚芳酰胺,通过单个氮原子在聚酰胺重复单元中替换,增加了所得聚合物的热稳定性和溶解性,破坏了其分子链间的强作用力,T 5达467ħ,在NM P 溶液中测得其特性黏度为0.94d L /g㊂含多氮原子的杂环(如间二氮苯杂环和三氮杂环等),因其优异的刚性和高模量,也受到人们的广泛关注㊂S h a b b i r [24]通过低温溶液聚合法合成了主链含间二氮苯结构的无定型聚酰胺-聚酯,特性黏度为0.21d L /g ~0.28d L /g,但由于杂环与酰胺键的作用可形成较强的分子间氢键,使其热稳定性较高,T g 为180ħ~244ħ,T 10在346ħ以上㊂P a l [25]合成了含三氮杂环和苯氧键的新型二酸单体,通过Y a m a z a k i 膦酰化法合成了可溶性的杂环聚酰胺,D MA c 中测得其特性黏度为0.35d L /g ~0.56d L /g,可溶于极性溶剂中,T 0为345ħ㊂P a t e l [26]通过高温溶液聚合法得到了主链含三氮杂环的共聚酰胺,该共聚物具有较宽的分子量分布,比浓黏度为0.4d L /g,其热稳定性较差,T 0为170ħ~190ħ㊂在国内,大连理工大学的蹇锡高[27]将具有扭曲非共平面结构的二氮杂萘酮引入到聚酰胺中,合成了系列杂环聚芳酰胺,该聚芳酰胺具有较高的玻璃化转变温度和优异的热性能,可在常温下溶解于极性溶剂中㊂Y u [28]利用Y a m a z a k i 膦酰化法合成了主链含三氮杂环结构的系列三芳基杂环聚酰胺,产物特性黏度为0.28d L /g ~1.26d L /g ,T g 为311ħ~330ħ,T 10在500ħ以上,聚合物溶液可形成透明的薄膜,薄膜拉伸强度为71M P a ~95M P a ,拉伸模量为2.3G P a ~2.6G P a ,断裂伸长率为6.1%~10.0%㊂在功能化的氮杂环聚酰胺应用方面,M i k r o y a n n i -d i s [29]通过Y a m a z a k i 膦酰化法合成了可交联固化的杂环聚酰胺,固化交联后,不溶,可在310ħ的高温使用,T m a x 为508ħ,在氮气氛围下800ħ的热失重仅为33%,可作为耐热复合材料的基体树脂㊂M i c h a l s k a [30]通过低温界面聚合法合成了主链含吡啶环的半芳香杂环聚酰胺,利用杂环中氮原子和羰基的协同作用来作为铑或钯催化剂的载体,具有很高的催化活性和立体选择性,T c 在270ħ~297ħ之间,T 10在350ħ左右㊂C h e v a l l i e r [31]合成了一种主链含有吡啶环的聚酰胺,借助吡啶环㊁酰胺键㊁酯键组合配位能力,对金属离子特别是铜离子的吸附性能进行了研究,可作为螯合树脂使用㊂T s u t s u m i [32]通过低温界面聚合法合成了主链含双硫键和吡啶环的半芳香杂环聚酰胺,该聚合物具有优异的电化学性能,理论容量为113A h /k g~148A h /k g;当n =6时,聚合物与石墨电极的首次循环容量为93A h /k g ,达到了理论值的67%㊂3 结论与展望主链含氮杂环聚芳酰胺具有优异的综合性能,应用前景广阔,而且随氮杂环种类的不同,以及与不同基881高分子材料科学与工程2014年团的协同作用,可赋予聚芳酰胺不同的性能,发展潜力巨大,氮杂环结构改性将成为聚芳酰胺改性的主要手段之一㊂今后氮杂环聚酰胺的发展将主要围绕以下3个方面:(1)新型的氮杂环聚芳酰胺的合成研究㊂通过新型缩合单体不同的结构设计以及基团组合,使合成得到的氮杂环聚芳酰胺在保持较高的热稳定性下,获得较高的溶解性和加工性能㊂(2)氮杂环聚芳酰胺的工业化研究㊂由于成本高㊁工艺复杂等原因,使得氮杂环聚酰胺大多停留在实验室或小试阶段,其工业化应用难题严重制约了氮杂环聚酰胺的发展,所以开发有工业化前景的氮杂环聚酰胺将成为未来的发展方向㊂(3)氮杂环聚酰胺的功能化研究㊂利用氮杂环与杂原子㊁含氟基团㊁不饱和键等功能基团的有机组合,开展其在光化学㊁吸附性㊁导电性等领域内的研究,将成为以后研究的热点㊂参考文献:[1] F l o o d JE,W h i t e JL,F e l l e r s JF.P r o c e s s f o r t h e f o r m a t i o no fb i a x i a l l y o r i e n t e df i l m so f p 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