N-马来酰化壳聚糖的合成和性能

高分子多糖水凝胶功能材料研究与应用进展摘要：与传统高分子水凝胶材料相比，高分子多糖水凝胶因其具有环境友好型、生物相容性、特殊功能性、生物可降解性等优势而倍受重视。

综述了以植物多糖、海洋多糖、微生物多糖及其复合多糖为原料的多糖水凝胶功能材料的制备方法、功能特性和产品表征方法，介绍了多糖水凝胶材料在医药卫生、食品、化妆品、农业和环保等领域的应用情况，分析了多糖水凝胶在生物传感器、生物反应器、人工智能材料和抗菌材料等领域的应用前景，并指出提高材料性能与功能特性、分析凝胶形成机理和功能材料模拟等是未来多糖水凝胶研究的重点。

关键词：高分子多糖；水凝胶；功能材料；研究进展；应用多糖水凝胶是多糖利用的一个重要方面，水凝胶是一类具有三维交联网络结构，能够吸收并保持大量水分，而又不溶于水的功能高分子材料。

水凝胶自身的结构使其同时具备固体和液体的性质，即力学上表现出类固体性质，而在热力学上则表现出类液体行为[1-2]。

水凝胶因其具有低成本、多孔性、较高力学强度、光学透明性、生物可降解性、高溶胀率、生物相容性、刺激响应性等特性，被广泛应用于食品、化妆品、医药卫生、农业、环保等领域。

水凝胶按照制备原料的不同可分为天然高分子水凝胶和合成高分子水凝胶[3]。

用于制备水凝胶的天然高分子包括胶原/明胶、透明质酸、海藻酸盐、纤维素、黄原胶、魔芋葡聚糖、壳聚糖等[4-6]。

用于制备水凝胶的合成高分子包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇和聚乙烯醇等。

近年来，高分子多糖如纤维素、半纤维素、壳聚糖、海藻酸钠、黄原胶以及透明质酸等因其优越的生物相容性、天然可降解性以及丰富的来源等特点，越来越多地被用作制备水凝胶的原料，拓宽了多糖的应用领域。

多糖水凝胶材料包括互穿聚合物网络多糖胶、多糖类接枝共聚水凝胶、多糖类大孔冻凝胶和多糖类智能水凝胶。

其中多糖类智能水凝胶，通过在多糖类水凝胶中引入具有刺激响应性的化学基团，从而可以利用大分子链或链段的构象或基团的重排使其内部体积发生突变。

水解聚马来酸酐的合成工艺及其性能测试
水解聚马来酸酐合成工艺的简单介绍
聚马来酸酐是一种重要的高分子材料，它可以用于生产各种结构复杂的高精密复合材料，
如橡胶件、皮革件、厨具等。

聚马来酸酐的生产主要是通过水解的方法来实现的。

水解聚
马来酸酐的合成工艺包括：用低盐度水解高纯度聚马来酸，并使用聚合破坏剂和存在温度
调节器、搅拌器、分散剂和乳化剂的一系列参数，使得水溶液变得充分混合均匀，然后使
用核酸酶和解离酶调节PH值。

最终得到溶液聚马来酸酐。

水解聚马来酸酐的性能测试
一般来说，水解聚马来酸酐的性能测试主要有：结构参数测试、分子量测试、晶型测试、
热属性测试、溶解性测试、延伸性测试和粘度测试等。

在分子量测试中，一般使用分子量
分析仪进行测试，以确定水解聚马来酸酐的分子量。

在晶型检测中，使用X射线衍射仪来
检测，以确定它的晶体类型。

在热属性测试中，使用热重量分析仪来测试，以确定它的热
属性，如熔点、融点、灼点、熔融温度等。

在溶解性测试中，通常使用溶解度仪来检测，
以确定它的溶解性。

在延伸性测试中，使用哑铃法定义的延伸性，以确定带屈曲的延伸性。

最后，在粘度测试中，使用粘度计来检测，以确定聚马来酸酐的粘度。

综上所述，水解聚马来酸酐合成工艺通过水解，并且通过多种参数的优化，可以得到优质
的聚马来酸酐，而聚马来酸酐的性能测试则主要着重其结构信息、分子量、晶型、热属性、溶解性、延伸性和粘度等性能。

季铵化壳聚糖（quaternized chitosan）是一种具有强大抗菌性能的高分子化合物。

它的分子结构式为（C6H11NO4）n，其中n为聚合度。

一、季铵化壳聚糖的制备季铵化壳聚糖是通过将壳聚糖与季铵盐进行反应制备而成。

季铵盐通常是四甲基溴化铵（TMBAC）或三甲基氯化铵（TMAC）。

例如，将壳聚糖和TMBAC在乙醇中反应，可以得到季铵化壳聚糖。

反应方程式如下：（C6H11NO4）n + 4 TMBAC → （C6H11NO4）n+4Br- + 4 MeI其中，MeI为甲基碘化物。

二、季铵化壳聚糖的性质1. 抗菌性能季铵化壳聚糖具有强大的抗菌性能。

它可以对多种细菌、真菌和病毒产生杀菌作用。

例如，研究表明，季铵化壳聚糖可以对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌等常见病原菌产生显著的杀菌效果。

2. 溶解性季铵化壳聚糖在水中具有良好的溶解性。

它可以形成透明的溶液，并且不易结晶。

3. 生物相容性季铵化壳聚糖具有良好的生物相容性。

它可以与人体组织兼容，并且不会产生明显的毒性和刺激性反应。

三、季铵化壳聚糖的应用1. 医药领域季铵化壳聚糖在医药领域中有广泛的应用。

它可以作为杀菌剂、止血剂和修复剂使用。

例如，季铵化壳聚糖可以用于制备创口贴、医用口罩和手术器械等。

2. 食品领域季铵化壳聚糖在食品领域中也有应用。

它可以作为食品保鲜剂、防腐剂和增稠剂使用。

例如，季铵化壳聚糖可以用于制备果冻、酸奶和果汁等。

3. 纺织领域季铵化壳聚糖在纺织领域中也有应用。

它可以作为纤维素纤维的改性剂使用。

例如，季铵化壳聚糖可以用于制备抗菌袜子、抗菌衣服和抗菌床单等。

四、结论季铵化壳聚糖是一种具有强大抗菌性能的高分子化合物。

它可以用于医药、食品和纺织等领域。

随着科技的不断进步，季铵化壳聚糖的应用前景将会越来越广阔。

生物质高吸水性树脂的研究进展秦雪丽;徐敏强;胡枫霞;常春【摘要】The development of super absorbent resin was introduced.Several common super absorbent resin of biomass such as starch , cellulose, alginate, chitosan and protein were emphatically reviewed.Took SAP of starch and cellulose for example , the reaction principle was introduced.In the chapter of Starch Superabsorbent Polymer , some common preparations were concluded.After the summary of the importance in the pretreatment , s everal preparations of pretreatment were bined with its properties and application filed , the research situation and future development were also presented at last.%介绍了高吸水性树脂在国内外的发展，并着重综述了淀粉类、纤维素类、海藻酸类、壳聚糖类、蛋白质类等几种常见的生物质高吸水性树脂的性能和应用领域，并以淀粉和纤维素类高吸水性树脂为例介绍了反应原理。

在淀粉类高吸水性树脂一章综述了几种常见制备方法，在纤维素类高吸水性树脂中概述了预处理的重要性并简单介绍了几种预处理的方法。

最后，结合生物质高吸水性树脂的研究现状对其今后的发展加以展望。

【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)016【总页数】5页(P13-16,41)【关键词】生物质;高吸水性树脂;性能;应用【作者】秦雪丽;徐敏强;胡枫霞;常春【作者单位】郑州大学化工与能源学院，河南郑州 450001;郑州大学化工与能源学院，河南郑州 450001; 生物质炼制技术与装备河南省工程实验室，河南郑州450001;郑州大学化工与能源学院，河南郑州 450001;郑州大学化工与能源学院，河南郑州 450001; 生物质炼制技术与装备河南省工程实验室，河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TQ322.4高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer，简称SAP)是一种能吸收其自身质量数百倍甚至千倍的水，并具有很强保水性能的功能性高分子材料，又称为超强吸水剂或高保水剂。

2009年第67卷化学学报V ol. 67, 2009第8期, 879～882 ACTA CHIMICA SINICA No. 8, 879～882* E-mail: yanghu@; rscheng@Received October 14, 2008; revised November 25, 2008; accepted December 22, 2008.国家自然科学基金(No. 50633030)和国家基础科学人才培养基金“南京大学理科化学基地”(No. J0630425)资助项目.880化 学 学 报 V ol. 67, 2009用的接枝率测定方法有: 称重法[2～4]、波谱分析法[5,6]及元素分析法[7]等. 其中称重法是根据产物相对于原料的增重来计算接枝率(G )的, 理论上讲该方法准确测定接枝率的前提条件是要求基材的质量在反应前后应保持不变, 显然在实际操作中很难做到这点; 而波谱分析法测定接枝率, 如核磁、红外等方法, 是利用主链和接枝链特征峰相对强度的变化进行计算的, 这要求各自的特征峰彼此不能发生重叠; 此外, 还有人采用元素分析法, 通过测定某种元素的百分含量来推算接枝率, 这种方法操作简便, 用量少, 但对样品的纯度要求很高, 而且在主链和接枝链均聚物中这种元素的百分含量必须具有一定的差别. 由此可见, 上述传统方法测定接枝率均存在一定的局限性.本文尝试运用示差折光检测仪, 利用溶液的折光指数增量与试样的化学组成间存在一定的定量关系的原理[8～10], 通过测定接枝物的折光指数增量(d n /d c )来计算接枝率. 对于接枝共聚物而言, 一般认为接枝链作为接枝共聚物高分子链的一个有机组成部分, 它的种类和多寡将要影响到溶液的某些性质. 根据分子折光度和溶液折光指数增量的组成重量分数加和律, 实验测量得到的共聚物溶液的折光指数增量可写为:12obs 12d d d d d d n n n W W c c c ⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎝⎠＝＋ (1) 式中W 1是接枝共聚物主链组分所占的质量分数, W 2是接枝共聚物接枝链组分所占的质量分数; (d n /d c )1和(d n /d c )2分别是接枝共聚物主链和接枝链均聚物的折光指数增量. 对于二元组分而言, W 1＋W 2＝1, 上式可改写为:obs 1221d d d d d d d d n n c c W n n c c ⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠－＝－(2)根据上式, 可估算接枝率G 为:22100%1W G W ×＝－ (3) 当然, 折光指数增量法测量接枝率也是必须符合一定的条件才能使用的. 根据公式(2), 不难发现采用该种方法测定接枝率的前提条件之一是(d n /d c )1与(d n /d c )2不能相同, 应具有一定的差别, 否则W 2将无法准确计算. 另外, 找到同一种溶剂溶解接枝共聚物、主链及接枝链均聚物, 并在相同溶剂条件下分别测量其(d n /d c )值, 也是使用该方法的必要条件之一. 因此该方法与上述传统方法测定接枝率一样, 也是有其适用范围的.壳聚糖是一种天然高分子材料, 是甲壳素的脱乙酰基产物, 在生物、医药及食品加工等诸多领域中已有着广泛的应用[11]. 为了进一步提高壳聚糖的使用性能, 人们常常对其进行化学改性, 其中接枝共聚是一种常用的改性手段. 本文以壳聚糖及丙烯酰胺(AM)为原料, 通过控制投料比, 制备了一系列具有不同化学组成的壳聚糖-聚丙烯酰胺接枝共聚物. 该共聚物在酸性溶液中会形成阳离子聚电解质, 具有较广泛的应用. 而接枝率无疑是标志该产品化学组成的重要参数之一, 本文尝试采用前面介绍的折光指数增量法, 测定了壳聚糖-聚丙烯酰胺接枝共聚物的接枝率. 并与通过元素分析法测定氮元素含量的结果进行比较; 同时, 还运用折光指数增量法测定已知比例的壳聚糖与聚丙烯酰胺混合物中二者的质量百分比, 进行佐证.1 实验部分1.1 仪器与试剂壳聚糖(购于山东奥康生物科技有限公司)脱乙酰度为85.2%, 20 ℃时1%浓度条件下粘度为780 mPa•s; 丙烯酰胺(C.P.), 硝酸铈铵(A.R.), 其它试剂均是普通分析纯级试剂; 配制溶液所用的溶剂水均为二次去离子水.Bruker Vector-22傅立叶红外光谱仪, Brookhaven BI-DNDC 示差折光仪, Elementar vario ELIII 元素分析仪. 1.2 实验过程1.2.1 壳聚糖-聚丙烯酰胺接枝共聚物的制备称取一定量的壳聚糖, 置于150 mL 四颈瓶中, 加入100 mL 醋酸溶液, 水浴加热溶解. 以硝酸铈铵为引发剂, 分别按壳聚糖与丙烯酰胺质量比: 1∶1, 1∶3, 1∶5及1∶8加入丙烯酰胺. 然后升温到45 ℃, 进行接枝共聚反应, 反应时间均为 3 h, 以获得不同组成的接枝共聚物. 待反应完成后, 将反应混合物滴入丙酮中, 得到白色沉淀, 过滤. 在索氏提取器中以丙酮为提取液抽提48 h, 除去未参加反应的单体和均聚物. 产物置于真空烘箱中50 ℃下干燥至恒重. 最后共得到4种不同组成的接枝共聚物, 根据反应前壳聚糖与丙烯酰胺质量比, 分别命名为: chitosan11, chitosan13, chitosan15和chitosan18. 1.2.2 接枝率测定将产品分别溶解于pH ＝4.4的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中, 配制成一系列不同浓度的共聚物溶液备用. 用型号为BI-DNDC 的示差折光仪测定溶液的折光指数增量(光源波长为535 nm). 首先用KCl 水溶液校正仪器, 仪器校正常数为: 2.757×10－4 V －1; 然后在30 ℃下, 分别No. 8卢耀柏等：壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物接枝率的测定881测定产品的(d n /d c )值, 再根据产品、壳聚糖和聚丙烯酰胺的(d n /d c )值及公式(1)～(3)计算共聚物接枝率.2 结果与讨论2.1 壳聚糖-聚丙烯酰胺接枝共聚物的红外分析以壳聚糖及丙烯酰胺为原料, 硝酸铈铵为引发剂,其它反应条件固定不变, 只改变丙烯酰胺的用量, 制备了一系列具有不同组成的壳聚糖-聚丙烯酸胺接枝共聚物[12,13]. 图1是壳聚糖及其接枝共聚物的红外光谱图. 从图中可以看到, 壳聚糖在1650 cm －1处仍有一强度较弱的羰基吸收峰, 这是由于所用的壳聚糖脱乙酰度仅为85.2%, 而3400, 1650和1320 cm －1均为氨基特征峰; 此外, 壳聚糖-聚丙烯酰胺接枝共聚物除了保留了壳聚糖的特征峰外, 指标酰胺基团I 和II 的1665和1550 cm －1的吸收峰重合在一起, 且强度大幅增加, 这说明接枝共聚反应后引入了大量酰胺基团; 此外, 1430 cm －1处C —N 伸缩振动峰进一步说明了丙烯酰胺确实已接在壳聚糖主链上形成接枝共聚物.图1 壳聚糖(a)及其接枝共聚物(b)的红外光谱图 Figure 1 IR spectra of chitosan (a) and chitosan11 (b)2.2 壳聚糖-聚丙烯酰胺接枝共聚物接枝率的测定以pH ＝4.4的醋酸-醋酸钠缓冲溶液为溶剂, 分别配制系列不同浓度的壳聚糖、聚丙烯酰胺及不同组成的接枝共聚物溶液用于测定溶液(d n /d c )值. 图2是壳聚糖、聚丙烯酰胺及接枝共聚物折光指数增量与浓度关系图, 通过对数据点进行线性拟合, 且必须过原点, 拟合得到的斜率值即为各聚合物的(d n /d c )值. 其中聚丙烯酰胺和壳聚糖的(d n /d c )值分别为: 0.1676和0.1842 mL/g, 而不同接枝共聚物的(d n /d c )值在聚丙烯酰胺和壳聚糖的(d n /d c )值范围内变化. 此外, 壳聚糖与聚丙烯酰胺的(d n /d c )值相差为1.66×10－2 mL/g, 而(d n /d c )值测量相对误差为±5.0×10－4 mL/g, 因此测量精度为±3.0%左右, 符合测定条件. 再根据公式(1)～(3)进一步计算共聚物的接枝率. 图3是壳聚糖-聚丙烯酰胺接枝共聚物接枝率与反应投料比AM/chitosan 百分数的关系对应图. 从图3可以看到, 接枝率随着AM 用量的增加而明显增加. 为了进一步验证该结果, 并考虑到壳聚糖与聚丙烯酰胺链上氮元素的含量具有较大的差别, 可通过元素分析法测定氮元素的含量来推算接枝率, 根据元素分析法推算出的接枝率也画在图3中. 从图3可以看出两种方法分别推算出的接枝共聚物的接枝率, 随反应物AM 用量的增加具有相同的变化趋势, 从而定性地佐证了上述通过折光指数增量法测定的接枝率数据. 但是, 从接枝率测定的准确性上看, 图3显示两种方法测定的结果在数值上还是存在有一定的差别.图2 壳聚糖(□)、聚丙烯酰胺(●)及接枝共聚物(△)折光指数增量与浓度关系图Figure 2 The concentration dependence of specific refractive index increment of chitosan (□); PAM (●) and chitosan 11 (△)图3 不同方法测定的壳聚糖-聚丙烯酰胺接枝共聚物接枝率与反应投料比AM/chitosan 百分数的关系对应图Figure 3 The grafting ratio of chitosan-g -PAM measured by different methods vs. the weight percent of AM/Chitosan before reaction为了进一步确证折光指数增量法测得的接枝率的可信性, 将壳聚糖与聚丙烯酰胺分别按照一定质量比例(1∶4, 1∶2, 1∶1, 2∶1及4∶1)混合并配置不同浓度的系列溶液, 分别测定其混合物的(d n /d c )值, 再根据公式(1)～(3)计算每一混合比例下聚丙烯酰胺与壳聚糖的质量百分比, 并与实际混合百分比作对比, 如图4所示.882化 学 学 报 V ol. 67, 2009从图4中可以看到, 计算值与实际混合比例具有较好的一致性, 从而证明了折光指数增量法测量接枝率的可行性.图4 折光指数增量法测定已知比例的壳聚糖与聚丙烯酰胺混合物中二者的质量百分比示意图Figure 4 The calculated weight percents of PAM/chitosan from (d n /d c ) vs. the theoretic values in various mixtures of chitosan and PAMThe solid line in this figure obeyed the function of y ＝x但是, 从图4中可以看到, 聚丙烯酰胺与壳聚糖混合质量百分比在100%～200%之间时, 测量值与实际值还是存在有一定的差别. 这可能是由于该方法的理论假设过于简化等原因造成的. 具体地讲, 公式(1)是折光指数增量法测定接枝率的理论基础, 但公式(1)只是一种简化形式, 高分子在溶液中的(d n /d c )值除了与接枝共聚物组成有关外, 还可能受到溶剂化等因素的影响[9,10]; 另外, 溶液中的醋酸及醋酸钠等物质, 也有可能与高分子发生相互作用, 影响表观测量得到的(d n /d c )值, 因此不能简单地通过公式(1)来描述, 还需要加入其它校正因子项进行改进. 另外, 造成图3中折光指数增量法与元素分析法测量结果差别的原因: 一方面来自上述折光指数增量法本身理论基础的简化; 另一方面与元素分析法的测量也很有关系, 如: 对样品的纯化及均匀性要求, 特别是样品的干燥程度等; 而两种方法误差的累积, 可能就造成了图3中实验结果的差别. 当然, 对于这些问题, 特别是折光指数增量法理论基础中忽略的影响因素, 无疑还需进一步深入地研究和补充.致谢 感谢浙江大学高分子科学与工程系安全福老师对本工作提出的有益建议, 并对所有帮助该论文顺利完成的人表示诚挚的谢意.References1 Fanta, G. F. Block and Graft Copolymerization , Ed.: Ceresa,R. J., Wiley Inter Science, New York, 1973.2 Yazdani-Pedram, M.; Lagos1, A.; Retuert, P. J. Polym . Bull .2002, 48, 93.3 Singh, V.; Tiwari, A.; Tripathi, D. N.; Sanghi, R. Polymer2006, 47, 254.4 Prashanth, K. V. H.; Tharanathan, R. N. Carbohydr . Polym .2008, 72, 308.5 Liu, L.; Li, Y.; Fang, Y. E.; Chen, L. X. Carbohydr . Polym .2005, 60, 351.6 Li, Y.; Liu, L.; Shen, X. F.; Fang, Y. E. Radiat . Phys . Chem .2005, 74, 297.7 Wang, J.; Xiao, J.; Zhan, H. Y. Environ . Prot . Sci . 2000, 26,12 (in Chinese).(王杰, 肖锦, 詹怀宇, 环境保护科学, 2000, 26, 12.)8 Cheng, R. S.; Yan, X. H. Acta Polym . Sin . 1989, 6, 647 (inChinese).(程镕时, 严晓虎, 高分子学报, 1989, 6, 647.)9 Cheng, R. S.; Yang, H.; Yan, X. H.; Wang, Z. L.; Li, L.Chem . J . Chin . Univ . 2001, 22, 1262 (in Chinese).(程镕时, 杨琥, 严晓虎, 王治流, 李利, 高等学校化学学报, 2001, 22, 1262.)10 Yang, H.; Cheng, R. S.; Xie, H. F.; Wang, Z. L. Polymer2005, 46, 7557. 11 Jiang, T. D. 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175BIOTECHWORLD 生物技术世界液晶,是一种介于各向异性晶体和各向同性液体之间的有序流体,所以又称为介晶相。

从分子水平观察生物体结构,众多的生物分子在体内通过各种排列组合,构成细胞、组织、器官。

细胞膜、蛋白质等,都是由生物大分子在水溶液中有序排列而成,既有液体的流动性,又有与晶体类似的有序性,因而正好处于液晶态[1]。

生物体内存在的液晶态与生物体的生长发育、新陈代谢、信息传递、物质传输等密切相关。

糖类物质是生物体的重要组成部分,除了糖代谢为生命活动提供能量外,它与蛋白质等所形成的复合物对生命活动能起到特殊的作用,如免疫、分子识别和信息传递等,它的生命活动与液晶性之间有着重要的关系[2]。

壳聚糖是甲壳素部分或全部脱乙酰化的产物。

壳聚糖链上有大量氨基存在,使其分子内和分子间氢键有别于甲壳素。

通过接枝反应,可将糖基、多肽、聚酯链、烷基链等引入壳聚糖中,获得不同性能的壳聚糖衍生物。

研究表明,在组织工程中被广泛应用于吸收性手术缝合线、医用敷料、药物缓释体系等。

1 甲壳素/壳聚糖液晶的研究现状1982年,Ogura等[3]首次报道当壳聚糖具有胆甾相的指纹织构,指出羟丙基壳聚糖及其醋酸酯也有溶致液晶性。

Sakurai等[4]报道了从甲酸溶液制备的壳聚糖薄膜和纤维中均能观察到典型取向液晶态的条纹织构。

Rout等[5]报道了呈现溶致液晶的N-邻苯二甲酰化壳聚糖衍生物,以及取代基或溶剂的改变对液晶态产生的影响。

Rout 等[6,7]用光散射测定实验研究了不同脱乙酰化壳聚糖在醋酸/NaCl 体系中的溶致液晶性质、壳聚糖在羟基二丁酸中的液晶现象。

董炎明[8]所率课题组研究甲壳素/壳聚糖及其衍生物的液晶行为,报道了分子量、脱乙酰度对壳聚糖及其衍生物溶致液晶的临界浓度的影响,并对壳聚糖的衍生物N-马来酰壳聚糖、氰基壳聚糖、丁酰化壳聚糖、羟丙基壳聚糖、低分子量壳聚糖、纤维素与壳聚糖共混等液晶行为进行报道。

叶芬等[9]制备了壳聚糖液晶材料,研究了细菌在液晶支架上的生长情况并考察了其生物相容性,暗示液晶态的材料能够更好地促进细胞的粘附、生长、增殖以及分化。

一、N-苯基马来酰亚胺介绍N-苯基马来酰亚胺中文名称:N-苯基马来酰亚胺英文名称:N-PhenylmaleimideEINECS:213-382-0分子式:C10H7NO2分子量:173.1681分子结构：所有苯环C原子及双键C、O均以sp2杂化轨道形成σ键。

N原子以sp3杂化轨道形成σ键。

物化性质熔点（℃）:90～91沸点（℃）:162（1.60E3Pa)毒性LD50(mg/kg):雄大鼠经口128。

性状:从环己烷（或苯）中结晶者为浅黄色针状晶体。

溶解情况:难溶于水、石油醚，溶于一般有机溶剂，特别易溶于丙酮、乙酸乙酯、苯。

用途树脂添加剂，可提高耐热性（用于ABS、PVC、PPO等树脂）；涂料、粘接剂、感光树脂、橡胶硫化促进剂、绝缘漆的原料；医药、农药（杀菌剂、防霉剂）中间体等。

制备或来源以马来酸酐为原料，与苯胺反应，可制得。

以马来酸酐和苯胺为原料，在固体酸(或有机碱)催化剂和脱水剂条件下合成N-苯基马来酰亚胺。

二、N-苯基马来酰亚胺市场分析N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)是一种刚性耐热单体，难溶于水，易溶于乙醇、丙酮和甲苯等，是一种强的亲二烯体。

从其结构上可以看出，它是一种具有1,2-二取代乙烯基结构的五元环状单体，将其嵌入高分子链中可以增加链的内旋阻力，从而提高聚合物的耐热性。

在天然橡胶和合成橡胶中可作为硫化交联剂，在ABS、PVC、PMMA和感光材料中作为一种耐热改性剂，可提高树脂的耐热性、抗冲击性、热熔性和加工性等，它还可作为树脂中间体，用来制造耐热聚合物、植物生长促进剂等农用化学品，此外它还具有一定的抗菌活性，可用作水上设备防污剂等。

N-苯基马来酰亚胺是应用广泛，需求量很大的高分子助剂，但是长期在国内没有实现千吨以上的量产，客观原因在于传统合成路线收率低污染大难以实现大规模生产。

而湖北省化学研究院从事该化合物研究30年，在应用及合成方面进行了深入持续的研究，于2008年在技术上取得重大突破，化学院的单马合成采用两步法，产品纯度一次重结晶达到99%。

N-苯基马来酰亚胺合成方法的改进目录1.引言N-苯基马来酰亚胺（简称N-PMI）熔点88-90℃，外观为黄色针状晶体，难溶于水，易溶于乙醇、丙酮和甲苯等，是一种强的亲二烯体。

N-PMI被广泛用于高分子材料的耐热改性，提高耐热性，它还可作为树脂中间体，用于制造黏合剂，硫化交联剂，有一定的抗菌活性，还用于植物生长促进剂等。

在实际研究过程中，N-PMI的合成工艺主要有一步法和两步法。

一步法是最早制备N-PMI 的方法。

该方法的缺点是产率低，只有5%˜8%，这主要是由于反应中同时有中间体N-苯基马来酰胺酸的聚合反应，生成了大量的黑色树脂状物。

两步法主要分为：1.共沸法，是目前工业上生产N-PMI的主要方法，其缺点是存在副产物、共聚现象和成本较高等问题。

2.醋酐法，缺点是需要使用化学计量下的脱水剂醋酐，溶剂回收率不高且成本较高。

3.酯化法，缺点是步骤较多，成本较高。

本课题采用醋酐法制取N-PMI，在前人工作的基础上对溶剂、催化剂进行优化，使N-PMI 的收率大大提高。

改进后的工艺中，（1）溶剂毒性小且能够回收利用，后处理简单，反应条件温和，易于操作；（2）采用三乙胺和醋酸镍为共催化剂，反应速率提高。

2.实验部分2.1.主要试剂马来酸酐、苯胺、丙酮、醋酸酐、醋酸镍、三乙胺等均为分析纯。

需补充主要仪器及仪器型号2.2.实验步骤用电子天平称取5.4g马来酸酐加入装有搅拌器、温度计和回流冷凝装置的100mL三口烧瓶中，再加入50mL丙酮，搅拌使之溶解。

在搅拌、冰水浴冷却下用滴液漏斗缓慢滴加4.7g 新蒸苯胺和10mL丙酮的混合液，滴加过程中体系温度控制在10℃以下，有大量黄色沉淀产生。

撤去冷却装置，加热回流在55～60℃下0.5h，补加5mL三乙胺、12mL醋酸酐和3.5g 醋酸镍，体系呈绿色浑浊，继续回流2.5h。

冷却后，将产物倾入大量冷水中快速搅拌，有黄色沉淀生成，抽滤，水洗至中性，烘干，得7.36g黄色粉末，即产物N−苯基马来酰亚胺。