引言：
丙二酰胺（Malonamide）是一种有机化合物，具有广泛的应用前景，尤其是在化学合成和药物开发领域中。它的独特结构使其在制备各种功能性材料和生物活性分子方面展现出重要价值。
简介：
丙二酰胺，英文名称：Malonamide，CAS：108-13-4，分子式：C3H6N2O2，外观与性状：白色结晶粉末，密度：1.281 g/cm3，折射率：1.491。丙二胺用于合成丙二胺酸、丙二胺酯及丙二胺衍生物的一些具有抗炎活性的杂环化合物。
1. 结构分析
丙二酰胺可用作研究压力下酰胺中氢键相互作用的模型系统。丙二酰胺用于合成药物和农药，相当于具有反向肽基团的甘氨酸残基。丙二酰胺衍生物因其在肽模拟化合物合成中的应用而备受关注1970 年，Chieh、Subramanian 和 Trotter 确定了环境条件下丙二酰胺的晶体和分子结构。他们报告称，丙二酰胺结晶为具有 P21/c 空间群的单斜结构。丙二酰胺的晶胞参数为 a = 13.07 埃米、b = 9.45 埃米、c = 8.04 埃米、β = 73.0(0)°、V = 949.642 埃米3 和 Z = 8。如下图所示，丙二酰胺具有非平面晶体分子，因为它包含两个具有不同取向的对称性无关分子。不对称单元中的两个分子具有相似的构象和尺寸。酰胺基团旋转出中心 CCC 平面，并且每个分子中的酰胺基团几乎彼此垂直。分子的中心 CCC 平面平行于 (010)，并且自由基的 C-H 键平行于 c 轴。此外，丙二酰胺具有普通的三维氢键网络。分子由涉及所有氨基氢原子的八个氢键结合在一起。每个氧原子充当两个氢键的受体。此外，每个分子中的一个氢键与一对对称性相关键将分子连接成二聚体。所有其他分子间距离均对应于范德华相互作用。
Tingting Yan等人研究了丙二酰胺 (C3H6N2O2) 在室温下在金刚石压腔中被压缩至 10.4 GPa 的压力下，用原位拉曼光谱监测压力引起的结构演变。拉曼光谱在 2.1 GPa 下的显著变化为相变提供了证据。讨论了拉曼光谱的变化，包括原始模式的消失、新模式的出现以及不同压力下拉曼模式的压力依赖性的突然变化。采用从头计算来解释分子排列和氢键网络的变化。采用 Hirshfeld 表面和指纹图直接比较堆积模式和分子间相互作用的变化。根据计算结果、NH2 拉伸拉曼振动的变化以及分子的自由度，氢键网络的重排可能导致结晶丙二酰胺的相变。
2. 应用
自从 20 世纪初 Fischer 和 Dilthey 发现丙二酰胺衍生物 (MD)（如下图）以来，它们对社会的重要性已使其应用于药物化学、金属提取等应用，作为有机合成的基石。从药用特性来看，MD 已被观察到是有效的抗糖尿病剂、k-阿片受体激动剂和抗癌剂。此外，人们早已知道 MD 是从水相中高效且选择性地提取镧系元素、锕系元素和其他过渡金属 的萃取剂。在金属提取研究中使用丙二酰胺的设计和原理是由于它们的多样性，具有多个配位点，可以结合金属原子，例如酰胺官能团上的氮和氧原子。此外，MD 在酸性/低 pH 条件下也具有稳定性，这使得它们成为此类工艺的理想配体。获取此类化合物的途径通常来自带有亚甲基二羰基 (MDC) 部分的底物。一些最常见的例子来自丙二酸酯，因为它们成本相对较低，处理和储存相对容易。MD 的处理也相当安全 - 大多数 MD 以固体形式获得（如下表），而其他一些（未显示）以油形式获得，并且可以长期稳定。
参考：
[1]Yan T, Xi D, Ma Z, et al. Pressure-induced phase transition in N–H? O hydrogen-bonded crystalline malonamide[J]. RSC advances, 2017, 7(36): 22105-22111.
[2]Aderibigbe A D, Day D P. Syntheses and Applications of Malonamide Derivatives–A Minireview[J]. ChemistrySelect, 2020, 5(48): 15222-15232.
[3]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/
1
