Page 91 - 精细化工2020年第2期
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第 2 期 赵宝东，等: 5-氰基-4-氨基咪唑的合成及其热性能 ·293·
个失重过程：第一个失重阶段发生在 40~400 ℃温度
区间，初始失重温度为 228.4 ℃，在 256.5 ℃热失重
速率最快，该阶段失重 19.8%；第二个失重阶段发
生在 400~1000 ℃温度区间，当温度升高至 698.4 ℃
时，热失重速率最快，该阶段失重 60.7%，最终残
渣剩余量约为 19.4%。另外，从 DTG 曲线上可以看
出，AICN 的两个热分解峰温分别为 256.5 和 698.4 ℃，
表明 AICN 具有较好的热稳定性。
图 3 AICN 和 AICON 的核磁碳谱
Fig. 3 13 CNMR spectra of AICN and AICON
AICN 和 AICON 的红外谱图见图 4。由图 4 可
知，与 AICON 的红外谱图相比，AICN 的红外谱图
–1
中于 2218 cm 处新增氰基强吸收峰，而 1700 cm –1
处的羰基吸收峰消失，表明甲酰胺基已转换为氰基。
图 5 AICN 的 TG-DTG 曲线
Fig. 5 TG-DTG curves of AICN
根据 AICN 的分子结构及 TG 中两个阶段的热
失重量，推测可能的分解过程（见图 6）如下：第
一个失重阶段（Stage Ⅰ）中，在加热状态下受 AICN
两种共振式中咪唑环中的 N—H 的影响，导致邻位
的氨基或氰基易于断裂，可能生成了 NH 3 和 HCN，
图 4 AICN 和 AICON 的红外谱图 对应的理论失重分别为 15.7%和 25.0%，而根据图 6
Fig. 4 IR spectra of AICN and AICON
中推测的第一个阶段的分解过程，氨基和氰基断裂
2.3 AICN 的热稳定性研究 的概率大体相同，因此整体可能的失重为 20.4%，
在氩气流速为 70 mL/min、升温速率为 10 ℃/min、 这与 TG 曲线中第一个阶段的失重 19.8%较为吻合；
升温区间为 40~1000 ℃、样品量为 1.48 mg 条件 第二个失重阶段（Stage Ⅱ）中，推测应为咪唑环
下测试了 AICN 的 TG 曲线，并获得了对应的 DTG 结构的裂解，产生了大量 NH 3 、HCN、CH 4 和 N 2 等
曲线，测试结果见图 5。从图 5 中的 TG-DTG 曲线 可能的逸出气体，还生成了部分聚合物残渣，这与 TG
可以看出，AICN 在 40~1000 ℃温度区间内存在两 曲线中第二个阶段较大比例的失重相对应。
图 6 推测的 AICN 热分解过程
Fig. 6 The proposed thermal decomposition process of AICN
物料物质的量比等对反应收率的影响，得到的最佳
3 结论
工艺参数为：脱水剂优选 POCl 3 ，AICON 和 POCl 3
（1）以 AICON 为原料，经其与 POCl 3 的脱水 的最佳投料物质的量比为 1∶10；反应升温模式为
反应合成了目标化合物 AICN，并通过 NMR、IR 和 先快速升温至 80~85 ℃，维持反应 30 min，然后降
元素分析等对目标产物的结构进行了表征。 温至 70~75 ℃，维持反应 1.0~1.5 h。
（2）探讨了反应体系、反应温度、反应时间和 （下转第 345 页）
