第35卷第9期 高分子材料科学与工程V o l .35,N o .9 2019年9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 G S e p t .2019序列可控N - 取代马来酰亚胺类多元共聚物的研究进展赵 潜1,刘玉飞1, 2,何 敏1,2,战奕凯1,龚勇吉1,李莉萍1,于 杰2(1.贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳550025;2.国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,贵州贵阳550014 )摘要:序列可控N -取代马来酰亚胺类多元共聚物一直是高分子序列可控聚合领域的研究热点三文中立足当前国内外N -取代马来酰亚胺类多元共聚物序列可控聚合的研究现状,基于N -取代马来酰亚胺特殊的分子结构及其对应构-效关系,分类综述实现N -取代马来酰亚胺多元共聚物序列可控聚合的创新性策略,探究阐释合成机理,并对该领域潜在发展趋势及挑战进行展望,以期为从事聚合物分子序列精确设计的研究者提供普适性参考三 关键词:N -取代马来酰亚胺;序列可控聚合;构效关系;合成机理中图分类号:T Q 316.342 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2019)09-0185-06 d o i :10.16865/j .c n k i .1000-7555.2019.0241收稿日期:2018-07-24基金项目:国家自然科学基金资助项目(51663006);贵州省研究生科研基金(K Y J J 2017012);贵州省教育厅自然科学研究项目(黔教合K Y 字[2015]359);贵州省科技计划项目(黔科合平台人才[2017]5788号)通讯联系人:何敏,主要从事聚合物结构与性能研究,E -m a i l :h e m i n 851@163.c o m 天然生物大分子( 脱氧核糖核酸二蛋白质等)因其分子结构具有较高的立构规整度二更严格的单元序 列及功能化基团而表现出比人工合成高分子更为优 异的性能,这就催生了一系列仿生聚合物的研发,如 人工器官二人工组织二生物相容性医用材料等三但遗 憾的是,这些宏观结构上的二以单体聚合(链式聚合二 逐步聚合)为基础的聚合物材料设计与微观结构上分 子序列可控的二以基因选择性表达(D N A 复制和转 录二R N A 复制和翻译等)为基础的生物设计相比,各项性能都差强人意三可以预见的是,序列结构与聚合 物材料的宏观性能存在着密切关系,至此,高分子科 学家虽然已经发明了多种方法[1]来制备特定链长二相对分子质量分布二化学组成二带有各种侧链官能团及 拓扑结构的聚合物,但实际上却只能达到纳米尺度的 平均化效果,仍然没有真正实现精确的二分子水平上的序列可控聚合三N -取代马来酰亚胺是对马来酰亚胺的氮位上进行取代反应后得到的一系列单体的通称,其含有的碳碳双键显负电性,活性很高,因此易于发生亲核加成反应,如双烯合成(D i e l s -A l d e r )和麦克洛(M i c h e a l )反应,也可进行阴离子聚合二光敏诱导聚合和自由基聚合等共聚合反应,基于这种特殊的分子结构,N -取代马来酰亚胺单体常被用作靶向单体与其他亲电性单体共聚来制备功能化多元共聚物[2,3]三本文通过综述国内外近年来的序列可控N -取代马来酰亚胺多元共聚物相关研究进展,以期扩展和丰富聚合物分子 序列可控的理论二实践和应用 三F i g .1 S y n t h e s i s d i a g r a mo fN -s u b s t i t u t e dm a l e i m i d em u l t i -c o m p o n e n t c o p o l y m e r
N-甘氨酸基马来酰亚胺的合成与表征 董秋静罗春华梁倩倩汤嘉陵* （四川大学高分子科学与工程学院，成都，610065） 关键词顺丁烯二酸酐甘氨酸 N-甘氨酸基马来酰氨酸 N-甘氨酸基马来酰亚胺 马来酸酐作为一种可聚合单体已广泛用于多种聚合物的共聚改性，但由于马 N－甘氨酸基马来酰氨酸的合成：在250ml三颈瓶中加入43.1g（0.44mol）顺丁烯二酸酐和30g（0.4 mol）甘氨酸，再加入150ml丙酮，在搅拌下回流3～4h。冷却至室温后倾出上层丙酮溶液，放在烘箱内70℃下干燥40min得粗产品，再用甲醇重结晶得淡黄色纯GMA。产率95％，熔点：189～191℃。 N－甘氨酸基马来酰亚胺的合成：在带搅拌转子、分水器和冷凝管的250ml单颈
瓶中依次加入GMA8.65g（0.05mol）、三乙胺14ml、甲苯175ml，在125℃下回流脱水反应1.5～2h，减压蒸出溶剂后得浅棕色粘稠物，用盐酸调节PH值至1左右后加乙酸乙酯萃取，再用无水硫酸镁干燥去水，抽去溶剂得粗产品，再用乙酸乙酯重结晶得纯GMI。产率40％，熔点：114～116℃。 结构表征： Fig.1 IR spectra of samples: (curve(a)):GMA (curve(b)):GMI 图1(a)、图1(b) 为GMA和GMI的红外光谱图。图(a)中3317cm-1为仲胺的－NH伸缩振动峰，3054cm-1为烯烃的－CH伸缩振动峰, 2500～3400cm-1区宽而强的吸收峰为－COOH的O-H伸缩振动峰，1720 cm-1为－COOH的C=O伸缩振动峰，1679 cm-1为－与双键相连的C=O伸缩振动峰，1616 cm-1为C=C伸缩振动峰，1545 cm-1为-NH弯曲振动峰， 698 cm-1为顺式双键上C-H弯曲的红外光谱图振动特征峰。 图(b)中3100cm-1为烯烃的－CH伸缩振动峰, 2500～3400cm-1区宽而强的吸收峰为－COOH的O-H伸缩振动峰，1750 cm-1为－COOH的C=O伸缩振动峰，1712cm-1为－与双键相连的C=O伸缩振动峰，1600～1700 cm-1处的C=C伸缩振动峰被C=O 伸缩振动峰（很强）所掩盖， 696 cm-1为顺式双键上C-H弯曲振动特征峰。 由图1(a)、图1(b)对比可得:很明显GMI的谱图中NH伸缩振动峰消失。
N—苯基马来酰亚胺的合成及应用进展 摘要：叙述了国内外N-苯基马来酰亚胺的几种制备方法，论述了其作为新一代树脂耐热改性剂在ABS及PVC树脂改性以及其它方面的应用。 1引言 N-苯基马来酰亚胺(N—phenyl maleimide)简称N—PMI，是一种浅黄色的片状晶体，熔点88～90℃。 N-苯基马来酰亚胺首先引起人们的重视是在20世纪70年代末到80年代初，在日本作为防污剂应用到轮船上。由于N-苯基马来酰亚胺是一种强的亲二烯体，从其结构上可以看出，它是一种具有1，2一二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。日本触媒化学公司经过10年对树脂改性剂的研究开发，于1981年将N—PMI作为ABS树脂的耐热改性剂，N-苯基马来酰亚胺改性的ABS树脂不仅其耐热性能有较大提高，而且加工性、相容性、耐冲击性能均保持良好。另外，将N—PMI添加到PVC树脂中可使其软化温度和热变形温度提高，其加工性能也有明显的改善。N—PMI除了作为改性剂之外，还可用作聚丙烯、聚氯乙烯的交联剂，用于制造粘合剂，改善金属和橡胶的粘合作用，还可用作农药、医药的原料，如杀虫剂、杀菌剂等[。日本触媒公司、三井东压公司、大八公司、日立化成等都已建立工业化的生产装置，而且DOW化学公司及巴斯夫和孟山都等早已有耐热ABS树脂商品投放市场。我国ABS树脂工业比较落后，汽车、电子行业需要的耐热ABS树脂完全依靠进口，作为ABS树脂耐热改性剂N—PMI的开发也起步很晚。到目前为止，也只有兰化有机厂、清华紫光及西北化工研究院具备工业化生产条件。 3 N-PMI的应用 3.1耐热改性剂 3.1.1 ABS树脂的耐热改性 N—PMI主要用作ABS树脂的耐热改性剂，可以提高ABS树脂的软化点。N—PMI作为共聚单体在ABS树脂中加入1％，热变形温度可提高2℃；10％的N—PMI与ABS树脂共混，可制得超耐热ABS树脂，其耐热温度可达125～130℃。在提高耐热性的同时，保持了良好的加工性、热熔性及耐冲击性，可代替部分工程塑料应用于汽车工业。目前日本三井东压公司、三菱人造丝公司以及美国、德国等有关生产厂均成功地开发出以N—PMI为改性剂的高耐热级ABS强树脂产品。N—PMI作为耐热级ABS树脂的共聚单体在国内已引起研究单位和企业越来越多的关注，国内已开展应用研究。以兰州化学工业公司研究最早，但目前尚未见有相关牌号ABS树脂供应市场的报道，估计仍处于研究开发阶段。 3. 1．2 PVC树脂的耐热改性 通常的PVC制品有3大缺点：脆性大；抗冲性差；热稳定性差，100℃就开始分解，热变形温度低，维卡软化点仅为80℃左右。这些缺点限制了PVC树脂的使用范围和市场规模的进一步扩大。采用N—PMI共聚或改性的PVC树脂具有耐热、耐冲击和易加工性，与通用PVC树脂相比其综合性能优异。在PVC树脂共聚改性中可加入5％-15％的N—PMI，随着N—PMI用量的增加，PVC树脂的玻璃化温度和热变形温度均呈线性升高，同时树脂的熔体粘度下降，加工性能变好，冲击强度也得到不同程度的改善。由N—PMI改性的耐热ABS树脂近年来成为PVC树脂的耐热改性剂，它既具有较高的软化温度和热变形温度，又具有良好的冲击性能。由它改性的PVC 树脂表现了较高的耐热性、优良的力学性能和良好的加工性能。美国的Rehm&Haas和Mosanto 以及日本积水化学工业公司和触媒化工公司都有这样的PVC树脂产品。国内科研人员就N—PMI 对PVC的热稳定作用进行了研究，发现加入5％的N—PMI即可使PVC具有很好的热稳定性，而且与月桂酸二丁酯及Ba／Cd系和Ca／Zn系热稳定剂有很好的协同效应。
N，N’-间苯撑双马来酰亚胺的应用 自20世纪70年代以来，国外相继报道了一些单或双马来酰亚胺衍生物用作橡胶硫化剂，近年来国内已经试制成功并取得较好应用效果。双马来酰亚胺是具有如下通式的一类化合物： 式中，Ｒ为桥基。可作为硫化剂的双马来酰亚胺主要有：Ｎ，Ｎ′—间苯撑双马来酰亚胺、以及4，4′—二硫代双苯基马来酰亚胺以及4，4—甲撑二苯基双马来酰亚胺。目前大量应用的是Ｎ，Ｎ′—间苯撑双马来酰亚胺，简称硫化剂ＰＤＭ（商品名HA-8、HV A-2）。在引发剂引发下可以硫化乙丙橡胶、天然橡胶、氯磺化聚乙烯(ＣＳＭ)、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶及氟橡胶。同时国内也有报道类似的双马来酰亚胺能改善硅橡胶的耐热性能，经300℃×12ｈ热空气老化后，加入双马来酰亚胺的甲基乙基硅橡胶仍然非常柔软，且保留原拉伸强度的45%以上。 双马来酰亚胺硫化胶具有耐热性能好，压缩永久变形低，高温硫化不产生硫化返原，且提高了橡胶与纤维材料的粘接强度的优点。 1、在乙丙橡胶中的应用 乙丙橡胶的基本特性是耐臭氧和耐天候老化、耐热和耐热氧老化、耐化学药品性非常好、电性能好、工艺上易操作。主要用于挤出制品、摸压制品、及塑料改性。为适应以上用途，可根据乙丙橡胶的门尼粘度、乙叉降冰片烯(ＥＮＢ)，乙烯和油含量的不同，选择不同规格牌号的乙丙橡胶来设计配方。常用的三元乙丙橡胶的硫化体系大体上有：(1)硫黄，1.5；促进剂Ｍ，0.5；促进剂ＴＭＴＤ，1.5。(2)硫黄，2 0；促进剂Ｍ，1.5；促进剂ＴＭＴＤ，0 8；四硫化双五甲撑秋蓝姆(TetronA杜邦公司)，0.8；促进剂ＥＺ(二乙基二硫代胺基甲酸锌)，0.8。(3)硫黄，0.3；ＤＣＰ，4 0。与之相比，若采用双马来酰亚胺ＰＤＭ（HA-8），3.0；ＤＣＰ，2.0的硫化体系具有以下优点： ①硫化速度快； ②硫化仪扭矩大，也就是交联密度高； ③压缩永久变形小，老化后拉断伸长率的保持率高； ④在炭黑用量相同的情况下，硫化胶的硬度高4～5度； ⑤混炼胶的自粘性有所提高。 这是由于具有双官能度的马来酰亚胺ＰＤＭ（HA-8）在自由基存在下具有较高的活性，常在饱和橡胶过氧化物硫化体系中作交联助剂，它不仅可以提高硫化过程的交联速度，增大交联密度，还可以抑制聚合物的歧化和断链，从而改善硫化胶的综合性能。 国内某大型企业正是利用这一原理，成功地解决了三元乙丙橡胶并用的白色胶辊及单用乙丙橡胶的汽车散热胶管(75硬度级)，因交联密度不够而带来的永久变形问题，使产品顺利投产
文章编号：2096-0387 (2018) 03-0026-03 第4卷第3期 生物化工 Vol.4 No.32018 年 6 月 Biological Chemical Engineering Jun. 2018 3-吲哚马来酰亚胺类化合物的合成研究 王伦，赵圣印+ (东华大学化学化工与生物工程学院，上海201620) 摘要：以吲哚（1 )和马来酰亚胺（2)为原料，先以0.2个当量的BF 3 _ 0Et 2为催化刺，C 1C H 2C H 2C 1为溶刺，在回流条件下 反应4 h ,生成3-吲哚琥珀酰亚胺；再以D M S 0为溶剂，1.0个当量的02〇8为氧化剂，80弋下反应4 h ,生成3-吲哚马来酰 亚胺（3a ~ 3d )的总收率为72% ~ 82%,共合成4个3-吲哚马来酰亚胺类化合物，其结构经1H N M R 、13C N M R 和M S 表征。 关键词：吲嗓；马来酰亚胺；3-吲哚马来酰亚胺；B F 3_0Et 2; K 2S 208 中图分类号：TQ251 文献标志码：A A Novel Method to Synthesize 3-indolylmaleimides Wang Lun , Zhao Sheng-yin (College of Chemistry , Chemical Engineering and Biotechnology , Donghua University , Shanghai 201620) Abstract ： 3-indolylmaleimides were prepared from maleimides and indoles . Firstly , 3-indolylsuccinimides were obtained from indoles and maleimides in the presence of BF 3 ? 0Et 2 as catalyst in C 1CH 2CH 2C 1. Then , 3-indolylsuccinimides were oxidized to 3-indolylmaleimides in the presence of K 2S 208 as oxidant in DMSO . Finally , four 3-indolylmaleimides were obtained with yields of 72% ~ 82%. Their structures were characterized w ith ^NMR , 13CNMR and MS analysis . Key words ： Indoles ; maleimide ; 3-indolylmaIeimide ; BF 3 ? OEt 2; K 2S 208 3-吲哚马来酰亚胺类化合物具有较好的抗肿 瘤活性，同时，由于其具有较好的T 7-TT 共轭体系， 使其具有较好的荧光活性，已被广泛用于药物合成 与光电材料领域[w ]。近年来，文献报道了 3-吲哚 马来酰亚胺类化合物的合成，以AcOH 为催化剂， 在回流条件下反应10 h ，再以DDQ 为氧化剂，得到 3-吲哚马来酰亚胺的收率为45% ~ 60%。该反应 收率较低，并且原料不易得，后处理困难[6_7]。本课 题组安玉龙报道了以吲哚和马来酰亚胺为原料，在 BF 3 . OEh 催化下，合成3-吲哚琥珀酰亚胺的产率为 75% ~ 92%[8]，而后祝家楠报道了马来酰亚胺、胺和 炔酯的三组分反应[9]，发现K 2S 208能较好地氧化琥珀 酰亚胺类化合物，以上反应都为3-吲哚马来酰亚胺 的合成提供了新的思路。 本文以吲哚（1)和马来酰亚胺（2)为原料， 首先以BF 3 ? 0Et 2为催化剂，C 1CH 2CH 2C 1为溶剂，在 回流条件下反应4 h ,生成3-吲哚琥珀酰亚胺;再以 DM S 0为溶剂、K 2S 208 S 氧化剂，80丈下反应4h ， 合成了 4个3-吲哚马来酰亚胺（3a ~ 3d )，总收率为 72% ~ 82%,其结构经1HNMR、13CNM R 和 M S 表征。 1 实验部分 1.1仪器与试剂 SGWX -4型数字显微熔点仪，Shimadzu -470型 红外光谱仪（以KBr 作为压片），Brnker AM -400型 核磁共振仪，Shimadzu QP -2010型质谱仪;所用试剂 均为分析纯。 作者简介:王伦（1992—），男，湖北黄冈人，硕士，研究方向：马来酰亚胺衍生物的合成。 通讯作者:赵圣印（1972-)，男，天津人，博士，教授，研究方向：运用药物化学、有机化学、分子生物学和药理学等新技术与 新理论，发展全新的小分子酶抑制剂或受体拮抗剂。
万方数据
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马来酰亚胺类杀菌剂的制备与性能评价 作者：于春影， 李春喜， 王超， 王子镐 作者单位：北京化工大学化学工程学院,北京,100029 刊名： 工业水处理 英文刊名：INDUSTRIAL WATER TREATMENT 年，卷(期)：2004,24(7) 被引用次数：3次 参考文献(9条) 1.赍玉昌N-苯基马来酰亚胺的合成研究[期刊论文]-化学与黏合 2000(02) 2.贺继东N-对位取代马来酰亚胺系列化合物的合成 2000(02) 3.薛斌一种PVC耐热改性剂的研究[期刊论文]-石化技术与应用 2003(01) 4.李海燕;潘锦ABS树脂耐性改性剂--N-苯基马来酰亚胺[期刊论文]-精细与专用化学品 2001(10) 5.Randell C;etal Synthesis on N-alkylated Maleimides[外文期刊] 2000(02) 6.Frederic Z Synthesis and Antimicrobial Activities of N-Substituted Imides 2002 7.Yagi M Antialgal Agents Containing Maleimide 2002 8.Yagi M Disinfection of Legionella Bacteria in Water 2002 9.Watanabe S;etal Antimicrobial Activity of Some N- (Arylakyl)maleimides 1992(02) 本文读者也读过(4条) 1.徐晓波.卢彦兵.谭琳.崔坤在.徐伟箭.XU Xiao-bo.LU Yan-bing.TAN Lin.CUI Kun-zai.XU Wei-jian N-取代基马来酰亚胺均聚合研究进展[期刊论文]-高分子通报2005(1) 2.张斌.张志谦.王超.李奇力.关长参.Zhang Bin.Zhang Zhiqian.Wang Chao.Li Qili.Guan Changshen一种可溶于丙酮的四马来酰亚胺[期刊论文]-复合材料学报1998,15(4) 3.王湘.谭红复合杀菌剂SS-533-YX的杀菌性能研究与应用[会议论文]-2003 4.杨德红.严莲荷.叶静娴杀菌剂性能的评价[期刊论文]-化肥工业2000,27(2) 引证文献(3条) 1.张颖朦.李晓萱N-(2,4,6-三氯苯基)马来酰亚胺的合成研究[期刊论文]-精细石油化工进展 2011(6) 2.陈美玲.庄立.高宏丙烯酸锌复合防污涂料的制备与防污性能评价[期刊论文]-材料工程 2008(6) 3.祝阳.王玉婷.蒋立建N-马来酰-L-谷氨酸的制备[期刊论文]-化工时刊 2006(9) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/b94379431.html,/Periodical_gyscl200407011.aspx
双马来酰亚胺的耐热性研究及其改性 摘要：本文讲述了双马来酰亚胺树脂的合成方法、耐热性及其耐热机理，并用不同的物质及方法对其进行改性，使其耐热性能进一步提高且适用于更 广泛的领域，以及介绍了双马来酰亚胺树脂的研究前景与趋势。 关键词：双马来酰亚胺、耐热、改性 双马来酰亚胺(BMI)树脂既具有聚酰亚胺(PI)的耐高温、耐辐射、耐湿热等多种优良特性，又有类似于环氧树脂(EP)的易加工性能，是很有发展前景的热固性芳杂环聚合物。但由于未改性的双马来酰亚胺树脂存在固化后质脆、耐抗冲击性能较差和容易应力开裂等缺点，使它的应用范围受到了很大的限制。所以，BMI的改性研究是目前国内外树脂基体研究领域的热点和重点。 一、双马来酰亚胺 双马来酰亚胺（BMI）是由聚酰亚胺树脂体系派生出来的一类树脂——加聚型聚酰亚胺，是以马来酰亚胺(MI)为活性端基的双官能团化合物，在成型加工时通过不饱和端基进行固化，固化过程中没有挥发性物质放出，有利于复合材料的成型加工。 双马来酰亚胺的一般结构如下： 双马来酰亚胺是以马来酸酐和二元胺为主要原料，经缩聚反应得到，反应方程式如下： BMI合成方法： 目前BMI的合成方法，根据催化剂与反应介质不同，可分为三种：（一）、以甲基甲酰胺（DMF）强极性溶剂为反应介质，以乙酸钠为催化剂，乙酸酐为水吸收剂，在90℃左右进行脱水反应。其特点是中间产物双马来酰胺酸（BMIA）溶于溶剂中，反应体系始终处于均相，有利于反应进行。
（二）、以丙酮为溶剂，乙酸镍为催化剂，乙酸酐为托水剂，在回流条件下进行。其特点是中间产物BMIA从溶剂中成固体析出，反应不易均匀；但催化剂选择性好，副产物少。 （三）、不加溶剂，采用热脱水闭环法，用强极性高沸点溶剂，如DMF，在回流状态下反应，其特点为三废排放少。 BMI的耐热性： BMI由于含有苯环、酰亚胺杂环及交联密度较高而使其固化物具有优良的耐热性，其Tg一般大于250℃，使用温度范围为177℃～232℃左右。脂肪族BMI中乙二胺是最稳定的，随着亚甲基数目的增多起始热分解温度(Td)将下降。 二、双马来酰亚胺树脂的改性 虽然双马来酰亚胺的耐热性已经达到了一定程度，但是为使其应用领域得到进一步扩展，目前国内外对其耐热性进一步提高的研究还在不断地进行着。主要的研究成果如下： （一）改性双马来酰亚胺树脂胶 利用4，4’一二氨基二苯基甲烷(DDM)、环氧树脂(cYD一128型)和改 性剂A对双马来酰亚胺树脂进行改性，通过比较改性树脂浇铸体的弯曲强度、冲击强度、马丁耐热温度的基础上确定当BMI：DDM(质量比)为2：1，环氧树 脂和改性剂A的质量份数为50％时，改性双马树脂的性能最好，具有较低的粘度，其弯曲强度达到了130MPa，冲击韧性达到了10．4KJ／m2，马丁耐热温度为157℃，能够满足成型工艺的要求。同时用红外(IR)分析了树脂的改性机理，并且对该行后树脂固化物进行了热重分析，确定了固化物热分解温度为235℃左右。表明通过改性后的双马树脂具有较好的力学性能和耐热性。 （二）N一取代马来酰亚胺 N一取代马来酰亚胺是近些年来发展起来的一类聚合物耐热改性剂。在与乙烯基单体进行共聚合后，聚合物主链上的酰亚胺平面五元环结构的存在，阻碍了聚合物绕高分子链的旋转，并且使高分子链的运动变得困难，使聚合物的热性能和化学稳定性得到了很大的提高。用此种方法改性BMI的例子较多，例如：1、N一苯基马来酰亚胺以甲苯为溶剂、偶氮二异丁腈为引发剂进行了N一取代马来酰亚胺单体与苯乙烯的共聚合反应。对共聚物的结构分析表明，聚合物为苯乙烯单元与N一苯基马来酰亚胺单元交替排列的交替聚合物；共聚物具有良好的热性能，在350℃以下比较稳定，没有分解，初始分解温度为380℃，最大分解温度为430℃，玻璃化转变温度为230℃。 2、乳液法制备N-苯基马来酰亚胺耐热改性剂选择N一苯基马来酰亚胺(PMI)
2005年第13卷合成化学VoI.13，2005 第2期，183~184Chinese JournaI of Synthetic Chemistry No.2，183~184 ?快递论文? 6-马来酰亚胺基己酸的合成与表征＊ 刘东华1，王孝杰2，李效东2，徐满才1 （1.湖南师范大学化学化工学院，湖南长沙410081；2.国防科技大学航天与材料工程学院，湖南长沙410073） 摘要：以氨基己酸和马来酸酐为原料，乙酸酐、乙酸钠作催化剂，在室温下反应5h，合成了一种新的可用于蛋白质、多肽药物修饰的“间隔臂”6-马来酰亚胺基己酸，产率90.34%，其结构经1H NMR，IR和LC-MS表征。 关键词：间隔臂；药物修饰；蛋白质；己酸；马来酸酐；合成 中图分类号：0623.6文献标识码：A文章编号：1005-1511（2005）02-0183-02 Synthesis and Characterization of6-maleimido Caproic Acid LIU Dong-hua1，WANG Xiao-jie2，LI XIA0-dong2，XU Man-cai1（1.CoIIege of Chemistry and ChemicaI Engineering，Hunan NormaI University，Changsha410081，China； 2.CoIIege of Aerospace and MateriaI Engineering，NationaI University of Defense TechnoIogy，Changsha410073，China） Abstract：6-MaIeimido caproic acid，a new potentiaI space arm in modification of protein and peptide drugs，was synthesized by the reaction of6-aminocaproic acid and maIeic anhydride at room tempera-ture in5.0h by using acetic anhydride and sodium acetate as a cataIyst，and the yieId reached 90.34%.The structure was characterized by1H NMR，IR and LC-MS. Keywords：space arm；modification of drug；protein；caproic acid；maIeic anhydride；synthesis 随着蛋白质化学和分子生物学的迅速发展，蛋白质及多肽类药物的研制与应用已经成为生物医药产业发展的热点。蛋白质的化学修饰已成为降低抗原性［1］，延长半衰期［2］，确保生物活性发挥的主要手段之一。在众多的修饰剂中，马来酰亚胺［3］基团是修饰巯基的特异性反应基团，因为蛋白质上的巯基来源于游离半胱氨酸残基，很少存在于蛋白质分子表面，在蛋白质分子中含量不高，所以该修饰反应具有很强的选择性，能做到定点、定量在修饰［4］。但当用高分子生物材料修饰这类生物活性物质，或者用其它生物材料固载生物活性物质时，由于空间位阻作用会使生物活性物质失活［5］。为了尽量不使生物活性物质失活，常要用间隔臂（如：氨基己酸，戊二醛，己二胺等）来连接载体及生物活性物质以减小空间位阻效应［6］。本文合成的6-马来酰亚胺基己酸（1，Scheme1）含有马来酰亚胺基团，可以实现对蛋白质的定点修饰，其间隔臂在修饰反应中可以减小空间位阻效应。该产物既可以单独作为修饰剂，也可以作为进一步合成复杂修饰剂的中间体，是一种很有应用价值的修饰剂分子［7］。相关工作尚未见文献报道。 一 0+H 2 N 0H Ac20/Ac0Na rt， 、 一一一一一 5h 一 N 0H 1 Scheme1 ＊收稿日期：2004-10-08 作者简介：刘东华（1979-），男，汉族，湖南衡阳人，硕士，主要从事医药缓释剂的合成研究。E-maiI：Idh197916.student@sina. com
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-Phenylmaleimide EINECS: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%。该工艺路线简化了传统的合成路线，优化了反应条件，有效提高了产品品质及产能，为我国该产品进一步研发应用创造了良好的条件。 三、N-苯基马来酰亚胺的生产方法 目前， N-苯基马来酰亚胺（简称NPMI）的合成方法主要有一步法、醋酐法、共沸法以及酯化法等。 （1）一步法。一步法是制备N-苯基马来酰亚胺的最早方法。将顺酐与苯胺在甲苯（反应温度90℃）或二甲苯溶剂（反应温度为170-180℃）中反应数小时，然后经冷却、过滤、洗涤、干燥、重结晶得到N-苯基马来酰亚胺产品。该方法由于反应条件难以控制，NMPI的收率很低，只有5%-8%，大部分的中间产物生成了黑色树脂状物，因此没有实际应用价值。 （2）醋酐法。该法是在溶剂存在下，将顺酐以及苯胺以1：1-1.1（物质的
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。产率约为89%，m.p. 87～89℃。 3.结果与讨论 3.1.N-PMI的合成 马来酸酐与苯胺反应生成中间产物N?苯基马来酰胺酸，这一步反应很激烈，滴加苯胺时体系会放出大量热，需冰盐水浴冷却，保持反应体系温度在10℃以下。生成的N?苯基马来酰胺酸不溶于丙酮，呈黄色沉淀出现。中间体N?苯基马来酰胺酸不必分离，直接在反应体系中加催化剂脱水闭环，生成最终产物N?苯基马来酰亚胺。关于催化剂，部分文献（该处请将引用的文献体现出来）选择醋酸钠与三乙胺为共催化剂，本文用该共催化剂做过试验，发现醋酸钠与苯胺的摩尔比约为0.7:1方能起到催化作用，且产率较本实验结果低，因此本文