作为单体,N 取代丙烯酰胺在高分子聚合与其他化工行业中发挥着重要的作用,特别是近年来发现N 异丙基丙烯酰胺的聚合物所表现出的温度敏感性,即LCST(lowercriticalsolutiontemperature)现象[1],更是引人注目。对于线性聚异丙基丙烯酰胺,其临界温度为32℃,当温度低于该值时,聚合物溶于水呈透明态,而温度升高到该值时,聚合物发生迅速相变,溶液呈浑浊状。同样,对于凝胶型该聚合物,也存在一转变温度,当温度低于该值时凝胶在水中呈溶胀态,而温度到达其临界温度时凝胶迅速收缩。这种LCST现象在其他聚合物中也有发生[2],但最经典的仍是异丙基丙烯酰胺的聚合物体系,与此有关的研究非常丰富[3]。另一方面,温度敏感型聚合物因其独特的行为,被认为在许多领域有很好的应用前景,如利用其凝胶的低温溶胀与收缩的可逆行为,可分离与浓缩生物活性物质(蛋白质等)[4],利用其临界温度的透明与浑浊可逆行为来制造温敏薄膜、玻璃或显示器件[5]等。另外在生物、医药、环保等领域都有广泛的应用前景[6]。故而寻求合适的方法来合成该聚合物的单体是一项同样重要的工作。
据文献报道,常用于合成N 取代丙烯酰胺的方法大体有以下4种:(1)不饱和酸与胺反应或不饱和酰氯与胺反应[7];(2)Beckmann重排或Schmidt重排[8];(3)不饱和酰胺N上烷基化[9];(4)烯腈或烯胺烷基化再部分水解[10]。其中(1)类方法合成往往需要较高的反应温度,较适合于工业化合成。而用酰氯与胺反应,则反应步骤多。(2)类合成法往往得到两种N 取代酰胺,产品选择性不高,故不宜采用。(3)类合成方法未见用于合成NIPAM及NIPMAM的报道,而(4)类方法简便易行,采用该方法的报道较多,但该方法中加腈与醇的同时加入浓硫酸,反应热难控制,易炭化,且分离方法较复杂;另,尚未见到该方法用于NIPMAM的报道。我们在单体的合成过程中对加料的顺序、硫酸的用量及分离提纯方法进行了改进,以乙醚萃取,用正己烷或正己烷-乙醚重结晶,得到较好的效果,也使操作易于进行,同时用该法合成NIPMAM单体,同样得到较好的产率。