膜科学与技术学报

抽象的

芳香族聚酰胺的 N-氯化和 Orton 重排再探

吉安卡洛·巴拉西和托马斯·博尔曼

聚酰胺膜广泛用于海水淡化。众所周知，它们会因游离氯的存在而发生降解。本文展示了聚（间苯二甲酰间苯二胺）的 N-氯化和 Orton 重排的详细化学反应机理，聚（间苯二甲酰间苯二胺）是常用的 B-9 Permasep® 膜的线性芳香族聚酰胺成分。这种芳香族聚酰胺的 N-氯化会导致氢键丧失。这会引发聚合物的构象变化；聚合物变得不那么坚硬，空隙空间打开，从而降低溶质排斥率并增加水通量。N-氯化反应在碱性介质中是可逆的。因此，如果怀疑聚合物与次氯酸根阴离子或次氯酸接触，立即用氢氧化钠清洗可以逆转 N-氯化。相反，N-氯化是酸催化的；因此，在使用 HCl 的清洗阶段必须特别小心。此外，N-氯化芳香聚酰胺可以发生奥尔顿重排，酸性介质中也会发生这种重排，从而形成芳香酰胺部分的邻位或对位氯取代类似物。氯基团会产生强烈的负诱导效应，削弱酰胺键，使其更容易水解，最终导致断链。