在现代化学合成中,胺与醛/酮的亚胺化反应以及与羧酸/酯的酰胺化反应是两类重要的缩合过程,广泛应用于药物中间体、共价有机框架、聚酰胺等多种功能材料的制备。然而,传统聚酰胺的缩合聚合通常需要在超过230°C的高温和真空条件下进行,能耗高且对热敏感或挥发性底物不友好。虽然已有研究通过使用催化剂、耦合试剂或高反应性酰氯来降低反应温度,但这些方法往往伴随催化剂残留、安全隐患或环境问题,制约了其可持续发展潜力。
近日,洛桑联邦理工学院Francesco Stellacci、Ma Youwei 研究团队提出了一种无需催化剂、在中等温度(80–120°C)下高效合成化学可回收聚酰胺的新策略。该研究基于二甲基丙酮-1,3-二羧酸酯(DADC)与胺类化合物的反应,通过其独特的协同取代效应,实现了低温下的亚胺化与酰胺化连续反应,成功制备出具有β-烯胺二酰胺(EADA)结构的热固性聚酰胺材料,并展示了其良好的热再加工性和化学可回收性。相关论文以“Efficient Synthesis of Chemically Recyclable Polyamides via Substituent Effects-Enabled Mechanistic Pathway”为题,发表在Angewandte Chemie International Edition上,论文第一作者为Ma Youwei。
该研究不仅为低温、无催化合成高性能聚酰胺提供了新思路,还通过巧妙的分子设计实现了热固性材料的闭环循环,推动可持续聚合物生产与循环塑料经济的发展。未来,这种基于取代基效应的反应策略有望拓展至更多功能材料的绿色合成与回收领域。