CN101182312A - 吡嗪酰胺衍生物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新的吡嗪酰胺衍生物，特别是N，N’－(4－氮杂－1，7－庚基)双吡嗪酰胺化合物的含水晶体，其结构和特征通过X－射线单晶衍射和X－射线粉末衍射、热重分析、红外光谱、核磁、元素分析测定，含水晶体分子式为：C8H18.50N3.50O5，该结晶属正交晶系，空间群为P21212，晶胞参数为：a＝11.164，b＝26.05，c＝4.582，α＝β＝γ＝90°，晶胞体积为V＝1332.4()3。该含水结晶制备过程简单，结晶的收率和纯度较高，具有良好的稳定性。该吡嗪酰胺衍生物能够形成吸水量为29.56％的二组分晶体，而且该有机化合物对水分子的吸附具有可逆性，使其可应用于失效原子力显微镜硅针尖的再生利用技术。
Description
技术领域
本发明属于有机化合物合成和纳米器件再生制造技术的技术领域，涉及吡嗪酰胺衍生物及其制备方法，特别是N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺的合成及该化合物在失效原子力显微镜硅针尖再生技术中的应用。
背景技术
材料的化学和物理品质特性主要由其组成和在一定状态下分子、原子、原子团或离子的相对几何位置决定，即物质的性质依赖于其组成与结构；科学理论的发展与实验技术的进步和检测方法的完善为探索微观世界提供了可能。
20世纪60年代发展起来的电子、生物、能源等科学技术领域，对更直观、先进、易于操作的实验手段的应用需求，对新型的、特异的具有能够吸附水分子功能的材料的使用需求不断增加。
例如，原子力显微镜(Atomic force microscopy，AFM)是一种以物理学原理为基础，以扫描隧道显微镜基本原理发展起来的扫描探针显微镜，是通过检测扫描探针与样品表面原子相互作用力(原子力)而测出各种类型样品的形态信息的实验方法。
原子力显微镜能高分辨率地描绘物质表面在原子尺度下的图像，确定物体表面的电、磁与机械特性，正在成为物理学、化学、生物、微电子学与材料科学等领域中进行微结构检测的常规工具。扫描探针针尖是原子力显微镜的一个关键部件，它直接决定显微镜的分辨率，影响显微镜的工作效果。扫描探针通常是由半导体材料通过溅射沉积、刻蚀等加工工序制备，所用半导体材料包括氮化硅、各种掺杂单晶硅等。但是，原子力显微镜传统的硅针尖极易磨损，不可避免的导致针尖的曲率半径随其磨损迅速增大，成像分辨率降低而失效。硅针尖一般使用寿命较短，扫描数十张图片甚至十数张图片后即失去效用，且其价值不菲，故有效利用失效硅针尖是一个有待研究的课题。
碳纳米管具有柱型结构，是一类特殊的新型纳米材料，物理化学性质稳定，柔韧性优越，用碳纳米管作针尖，可以克服传统硅针尖的诸多缺点，诸如易磨损，易污染，易损伤样品等，提高扫描探针显微镜的精度，并且还具有其它材料所不能比拟的功能。碳纳米管的机械强度和优良弹性保证了探针在被推进物质表面内部深处时，仅会弯曲而不发生折断，因此，碳纳米管成为原子力显微镜针尖的理想材料。
碳纳米管已经被成功地用来制备原子力显微镜的探针针尖，并且已证明碳纳米管针尖确实比传统的硅及氮化硅针尖在扫描成像及操纵上有着更大的优越性。如中国专利(授权公告号CN1232813C)所述介绍的机械方法和原位生长法。典型的专利有：美国专利″5307693，5703979，5756887，5824470，6159742，6346189，6457350″等。机械方法就是通过机械手操纵合成好的碳纳米管，将碳纳米管用化学胶固定在硅或氮化硅针尖上，此方法程序简单，但操作不易控制、耗费时间、质量不稳定。原位生长法是先将催化剂吸附在针尖上，然后通过化学气相沉积或石墨电弧放电在针尖上原位生长出碳管。这种方法的优点是操作简单，但是由于无法控制生长点的位置及大小，生长方向也随机，因此制备的碳管针尖容易形成多针尖，所以这种制备方法的效果欠佳。
徐化明等人研究了一种在实验室条件下简易可行的回收利用失效硅针尖的方法(失效原子力显微镜硅针尖再生，无机化学学报，2006，11，1973～1976)，是在原子力显微镜的敲击模式下使用曲率半径大于100nm的失效硅针尖对生长单壁碳纳米管的样品表面进行扫描，把样品表面的单壁碳纳米管管束粘接到硅针尖上，可制得直径在5～20nm的碳纳米管针尖。但该方法是通过碳纳米管和硅针尖之间范德华力的作用使得碳纳米管脱离原来聚集的硅片表面，而粘到硅针尖上制备碳纳米管针尖的，因此不易控制生长点的位置、大小及生长方向，故而制备的碳管针尖容易形成多针尖。
哈佛大学的Hafner等采用了一种能控制生长方向并能直接在硅针尖末生长出碳纳米管针尖的技术，即化学气相沉积法(Chemical VaporDesposition，CVD)。用这种方法生长出的碳纳米管针尖在扫描探针显微镜中应用日趋广泛。我们根据N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺能够形成理论吸水量为29.56％的二组分晶体、以及对水分子吸附具有可逆性的特性，提出对失效原子力显微镜硅针尖再生利用的技术方法。在现有技术中，有机化合物分子与水分子高比例地形成熔点为60～61℃的结晶、表现出的对水分子优良的吸附与解吸可逆特性的研究尚未见任何文献报道，我们将该有机化合物的这-特性，应用于失效原子力显微镜硅针尖再生利用的技术中。
发明内容
本发明的目的之一在于公开了一种新的吡嗪酰胺衍生物即N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物(简称BPA)，其具有下述结构式：
本发明的目的之二在于公开了N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物的制备方法。
本发明的目的之三是公开了含水N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺晶体及其制备方法。
本发明的目的之四在于公开了N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物对水分子的吸附具有可逆性，使在制备失效原子力显微镜硅针尖再生方法中的应用。
本发明的技术方案如下：
吡嗪酰胺类新有机化合物，化学名称为N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺，该化合物具有下述分子式：C16H21N7O2。
该化合物具有如图1所示的x-射线粉末衍射图(XPRD图)。
该化合物具有如图2所示的红外谱图。
本发明通过对无色晶体的熔点测定，X-射线粉末衍射图(XPRD)、核磁、元素分析、红外谱图(IR)等成分测定，确证该化合物为一种新的N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物。
选取N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺与水的结晶中的大小合适的单晶进行X-射线粉末衍射实验，结构解析确证，该晶体化合物的分子式为：C8H18.50N3.50O5。
该化合物的红外谱图显示：IR(KBr，cm-1)：3365(s)，3255(m)，2868(m)，2740(m)，1649(s)，1515(s)，1477(m)，1424(m)，1317(m)，1161(s)，1058(s)，865(m)，704(m)，657(s)处有吸收峰。
该化合物的核磁：
500MHz，CD3CN：
13C NMR：δ29.93，38.82，48.60，143.97，144.62，145.91，148.17，163.9。
1H NMR：δ1.889(2H，m)，2.241(1H，s)，2.803(2H，m)，3.653(2H，m)，8.690(1H，dd，J1＝3.0Hz，J2＝1.5Hz)，8.728(1H，s)，8.851(1H，d，J＝3.0Hz)，9.365(1H，d，J＝1.5Hz).
该化合物的元素分析：
元素分析计算值(C16H21N7O2)：C，55.96；H，6.16；N，28.55；实验值：C，56.13；H，5.87；N，28.75％。
本发明所述N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物的制备方法，其特征在于：在氮气保护下，使吡嗪甲酸甲酯与二丙烯三胺在甲醇中加热回流反应，所得产物经重结晶，得到无色晶体。
本发明所述的二丙烯三胺与吡嗪甲酸甲酯的摩尔比为1.0∶2.5～3.5mmol；加入甲醇溶剂，加热回流反应时间为8.0～15小时；活性炭脱色，热过滤，倾入20倍量的冰水中，析出白色固体，减压过滤，得到无色晶体。
本发明所述N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺粗品的重结晶所用的溶剂为60～85％的甲醇水溶液。优选80％甲醇水溶液。粗品与甲醇水溶液的重量份数比为1∶5～15份。
典型的制备方法为在氮气保护下将吡嗪甲酸甲酯加入干燥的甲醇溶液中，然后在剧烈搅拌下滴加二丙烯三胺，反应液在搅拌下加热回流10h，旋干溶剂，加入甲醇溶液至溶质溶解，加少量活性炭脱色，热过滤，滤液倒入冰水中，析出白色固体，过滤，粗品溶于80％甲醇水溶液中重结晶，得到无色晶体。
本发明进一步公开了含水N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺的含水晶体，其特征在于，该晶体中每个有机分子与8个水分子通过氢间相连接，形成晶体的分子组成为：C8H18.50N3.50O5；
(1)该N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水晶体属正交晶系，空间群为P21212，晶胞参数为：a＝11.164，b＝26.05，c＝4.582，α＝β＝γ＝90°，V＝1332.4()3；该分子的空间立体结构如图3所示；
(2)该N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水晶体具有如图4所示晶体的粉末衍射XPRD图；
(3)该N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水晶体具有如图5所示热重分析图谱；
(4)该N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水晶体具有如图6所示红外谱图。
本发明通过选取含水N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水结晶中的大小合适的单晶进行X-射线粉末衍射实验，结构解析确证，该含水晶体的分子式为：C8H18.50N3.50O5。该晶体正交晶系，空间群为P21212，晶胞参数为：a＝11.164，b＝26.05，c＝4.582，α＝β＝γ＝90°，V＝1332.4()3；该结晶的空间立体结构图如图3所示。具体晶体学参数见表1。
表1晶体学参数
| 分子式 | C8H18.50N3.50O5 |
| 分子式量晶体尺寸(mm3)晶系 | 243.760.32×0.30×0.26正交晶系 |
| 空间群晶胞参数：a()b()c()Volume(3)Z理论密度(g/cm3)吸收系数(mm-1)F(000)θrange(°)Range of h，k，l总衍射点数/独立的衍射点数Data/restraints/parametersRand wRGoodness-of-fit on F2Max.res.peak and hole(e·-3) | P2121211.164(9)26.05(2)4.582(4)1332.4(19)41.2150.1005241.56 to 26.49-13/12，-32/32，-3/87275/16421642/0/1700.0420 and 0.10241.0020.035and-0.160 |
本发明所述粉末状的N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺与8摩尔的水形成晶体，在该晶体中，每个有机分子与8个水分子存在氢间作用。热重分析实验(TGA)结果表明，从298K开始失重，到434K，共失重29.70％，相对应失去8个客体水分子(理论值29.56％)，即：被吸附的质量百分数为29.56％。
本发明所述含水N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺晶体的制备方法，其特征在于：将N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺溶解于有机溶剂中，加入一定量的水，搅拌溶解，混合均匀，放置2～3周，过滤，得到无色块状适于X-射线单晶结构分析的无色块状晶体。
本发明所述N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺∶有机溶剂∶水的比为0.01mmol∶8.0～15mL∶0.01～1.0mL。
本发明所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、异丙醇的一种或一种以上的混合溶剂。其中的混合溶剂可以是甲醇-乙醇或甲醇-乙腈或丙酮-乙酸乙酯或乙醇-四氢呋喃等等。
为研究N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺与水分子形成晶体的热稳定性以及有机分子吸附水分子的可逆性，我们在氮气气氛下进行了热重分析实验(TGA)。结果表明，从298K开始失重，到434K，共失重29.70％，相对应失去8个客体水分子(理论值29.56％)。本发明人在实验中惊奇的发现，将该失水样品暴露于水蒸汽气氛下，希望失去客体水的N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺分子能够重新吸附水分子。72小时后取其中部分样品重复TGA实验。重复三次，平均失重29.86％，表明该N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺对水分子的吸附与解吸具有较好的可逆性。
因此，本发明对N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺能够形成吸水量为29.56％的二组分晶体，以及对水分子吸附具有可逆性的特性，提出对失效原子力显微镜硅针尖再生利用的技术方法。在失效原子力显微镜硅针尖上组装上本发明的化合物N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺为亲水膜，在针尖的亲水膜上吸附少量无机盐水溶液，或吸附含催化剂纳米颗粒的悬浊液，经过干燥或氧化过程制备为催化剂；由于该化合物的高吸水性，可吸收盐溶液中的水，使催化剂组分自然粘附于针尖表面，而不是形成不易控制的液滴，是对中国专利(授权公告号CN1232813C)制备纳米管探针针尖的方法的改进。经干燥或氧化处理后形成催化剂纳米颗粒，将载有催化剂纳米颗粒的针尖放在纳米管反应器中，可以使用化学气相沉积、电弧放电等常规方法生长纳米管。由于只有针尖端处有催化剂纳米颗粒，所以有效地控制了纳米管在尖端处生长。只要控制催化剂纳米颗粒，就可有效地生长出单根、单壁纳米管，使针尖上的纳米管定点、定向生长，达到单束、单壁可控，满足提高扫描探针微镜的分辨率以及进行针尖不同性质修饰等应用需求的制备纳米管探针针尖的方法。
本发明合成的N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺新有机化合物的含水晶体，经过X-射线单晶结构分析证实，不同于其它已经报道的有机化合物与水分子形成共晶，该含水晶体的特点是其中容纳了理论质量百分数为29.56％的水，并且是在60～61℃以下时以晶态存在，该二元组分的结晶温度显然高于水的结冰点0℃，但其中含有29.56％的水分子；该新有机化合物与水分子形成共晶的特性，是由该有机化合物的组成与结构决定的，是由有机分子与水分子之间的氢键作用力、芳香体系的π-π作用决定的。在失效原子力显微镜硅针尖再生利用的技术方法中，是在常温条件下，在硅针尖表面，当组装的有机化合物分子与催化剂无机盐溶液的水分子相遇时，该二组分通过分子之间的弱相互作用发生自组织过程，这是在体系能量上允许的自发过程，此时，水分子以非人工能力所能够比拟的形式均匀分布，是采用了按照一个个原子来构造结构的工艺，使得用于制备催化剂的无机盐或金属纳米颗粒能够在硅针尖上均匀固载，该过程是使针尖上的碳纳米管定点、定向生长，达到单束、单壁可控的关键技术。
本发明所具有的积极效果在于：
(1)本发明首次公开了双吡嗪酰胺类衍生物及其制备方法，首次将N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物应用失效原子力显微镜硅针尖再生技术方法中。
(2)本发明的N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物对水分子的吸附与解吸具有较好的可逆性。含水结晶制备过程简单，结晶的收率和纯度较高，具有良好的稳定性，该晶体能够形成吸水量为29.56％的二组分晶体，其吸水性质使其可以在电极膜材料、渗透膜等方面具有潜在的应用价值。
附图说明
图1为N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物的晶体粉末衍射XPRD图。
图2为N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物的红外谱图。
图3为含水化合物的空间立体结构图(晶胞参数)
图4为含水化合物的粉末衍射XPRD图谱。
图5含水化合物的热重分析图谱。
图6含水化合物的红外谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述。这些实施例仅是对本发明的典型描述，但本发明并不限于此。需加以说明的是，中间体吡嗪甲酰氯、吡嗪甲酸甲酯按照文献US2149279,1935方法合成。
实施例1
化合物N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺的(BPA)合成
在氮气保护下将3.0g(21.7mmol)吡嗪甲酸甲酯加入干燥的20mL甲醇中，然后在氮气保护和剧烈搅拌下滴加10.0mmol二丙烯三胺，反应液在搅拌下加热回流10h，旋干溶剂，加入甲醇至溶质溶解，加少量活性炭脱色，热过滤，倾入20倍量的冰水中，析出白色固体，减压抽滤，滤饼再用少量的水洗，用100ml甲醇：水为10∶1溶液重结晶，静置、室温放置，自然析出结晶，过滤，干燥，得到无色晶体，产率45％，熔点∶78.0～80.0℃。
实施例2
化合物N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺的(BPA)合成在氮气保护下将4.8g(35mmol)吡嗪甲酸甲酯加入干燥的70mL甲醇中，然后在氮气保护和剧烈搅拌下滴加17.0mmol二丙烯三胺，反应液在搅拌下加热回流10h，旋干溶剂，加入甲醇溶液至溶质溶解，加少量活性炭脱色，热过滤，倾入20倍量的冰水中，析出白色固体，减压抽滤，滤饼再用少量的水洗，用100ml甲醇：水为10∶1的溶液重结晶，静置、室温放置，自然析出结晶，过滤，干燥，得到无色晶体， 产率57％，熔点：79.5～80.0℃。
红外分析结果：
主要的红外吸收峰为：IR(KBr，cm-1)：3365(s)，3255(m)，2868(m)，2740(m)，1649(s)，1515(s)，1477(m)，1424(m)，1317(m)，1161(s)，1058(s)，865(m)，704(m)，657(s)。
核磁：
500 MHz，CD3CN：
13C NMR：δ29.93，38.82，48.60，143.97，144.62，145.91，148.17，163.9。
1H NMR：δ1.889(2H，m)，2.241(1H，s)，2.803(2H，m)，3.653(2H，m)，8.690(1H，dd，J1＝3.0Hz，J2＝1.5Hz)，8.728(1H，s)，8.851(1H，d，J＝3.0Hz)，9.365(1H，d，J＝1.5Hz).
元素分析计算值(C16H21N7O2)：C，55.96；H，6.16；N，28.55；实验值：C，56.13；H，5.87；N，28.75％。
实施例3
含水有机化合物晶体的制备
将0.01mmol N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺溶解于10mL甲醇中，加入0.01～1.0mL水，磁力搅拌溶解，混合均匀，放置。两周后得到适于X-射线单晶结构分析的无色块状晶体(见附图4)。产率：46％，熔点：60～61℃。
红外分析结果：
主要的红外吸收峰为：IR(KBr，cm-1)：3255(m)，2868(m)，2740(m)，1649(s)，1515(s)，1477(m)，1424(m)，1317(m)，1161(s)，1058(s)，865(m)，704(m)，657(s)。
实施例4
含水有机化合物晶体的制备
将0.01mmol N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺溶解于10mL乙酸乙酯中，加入0.01～1.0mL水，磁力搅拌混合均匀，放置。两周后得到适于X-射线单晶结构分析的无色块状晶体(见附图4)。产率：56％，熔点：60～61℃。
红外分析结果：
主要的红外吸收峰为：IR(KBr，cm-1)：3255(m)，2868(m)，2740(m)，1649(s)，1515(s)，1477(m)，1424(m)，1317(m)，1161(s)，1058(s)，865(m)，704(m)，657(s)。
实施例5
含水有机化合物晶体的制备
将0.01mmol N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺溶解于10mL乙腈中，加入0.01～1.0mL水，磁力搅拌混合均匀，放置。两周后得到适于X-射线单晶结构分析的无色块状晶体(见附图4)。产率：46％，熔点：60～61℃。
红外分析结果：
主要的红外吸收峰为：IR(KBr，cm-1)：3255(m)，2868(m)，2740(m)，1649(s)，1515(s)，1477(m)，1424(m)，1317(m)，1161(s)，1058(s)，865(m)，704(m)，657(s)。
实施例6
N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺与水分子形成晶体的热稳定性实验
在氮气保护下进行了热重分析实验(TGA)。结果表明，从298K开始失重，到434K，共失重29.70％，相对应失去8个客体水分子(理论值29.56％)。说明N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺与水分子形成晶体的热稳定性(见附图5)。
实施例7
N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺吸附水分子的可逆性
将实施例5中失水样品暴露于水蒸汽气氛下，希望失去客体水的N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺分子能够重新吸附水分子。72小时后取其中部分样品重复TGA实验。重复三次，平均失重29.86％，表明该N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺对水分子的吸附与解吸具有较好的可逆性(见附图5)。
实施例8(应用实例)
采用常规的方法，将失效原子力显微镜硅针尖浸入0.1％(体积比)十八烷基三氯硅烷的苯溶液中20小时后取出，依次用二氯甲烷、乙醇浸洗，再用氮气吹干；在针尖端处组装上N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺，吸附上可形成催化剂的无机盐溶液或含金属氧化物催化剂纳米颗粒的悬浊液，在此，可形成催化剂的无机盐溶液包括Fe3+、Co2+、Ni2+、Zn2+的氯化物、硫酸盐、硝酸盐水溶液，或同一种金属离子的不同种类阴离子盐的混合溶液，或无机盐与水和甲醇、乙醇等亲水溶剂形成的混合溶剂的溶液；催化剂纳米颗粒指铁、钴、镍、锌等过渡金属氧化物纳米颗粒。经干燥或氧化处理后，在硅针尖处形成催化剂纳米颗粒。将载有催化剂纳米颗粒的针尖放在纳米管反应器中，使用化学气相沉积常规方法生长纳米管，通过控制催化剂纳米颗粒，有效地生长出单根、单壁纳米管，使针尖上的纳米管定点、定向生长，达到单束、单壁可控，满足提高扫描探针微镜的分辨率以及进行针尖不同性质修饰等应用需求的纳米管探针针尖的制备。
Claims (9)
1.N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物，具有下述结构式：
该化合物具有如图1所示的晶体粉末衍射XPRD图；
该化合物具有如图2所示的红外谱图。
2.权利要求1所述N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物的制备方法，其特征在于：在氮气保护下，使吡嗪甲酸甲酯与二丙烯三胺在无水甲醇中加热回流反应，所得产物经重结晶，得到无色晶体。
3.如权利要求2所述制备方法，其中的二丙烯三胺与吡嗪甲酸甲酯摩尔比为1.0∶2.5～3.5mmol；在甲醇中加热回流反应时间为8.0～15小时；然后旋干溶剂，加入甲醇溶解，活性炭脱色，热过滤，倾入20倍量的冰水中，析出白色固体，减压过滤，得到无色晶体。
4.含水N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺晶体，其特征在于，该晶体中每个有机分子与8个水分子通过氢间相连接，形成晶体，其分子组成为：C8H18.50N3.50O5，
(1)该N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水晶体属正交晶系，空间群为P21212，晶胞参数为：a＝11.164，b＝26.05，c＝4.582，α＝β＝γ＝90°，晶胞体积为V＝1332.4()3；该分子的空间立体结构如图3所示；
(2)该N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水晶体具有如图4所示含水晶体的粉末衍射XPRD图；
(3)该N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水晶体具有如图5所示热重分析图谱；
(4)该N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水晶体具有如图6所示红外谱图。
5.如权利要求4所述的N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水晶体，其中热重分析从298K开始失重，到434K，共失重29.70％，被吸附的水的质量百分数为29.56％。
6.权利要求5所述含水N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺含水晶体的制备方法，其特征在于：将N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺溶解于有机溶剂中，加入一定量的水，搅拌溶解，混合均匀，放置2～3周，得到无色块状晶体。
7.如权利要求6所述制备方法，其中所述N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺∶有机溶剂∶水的比为0.01mmol∶8.0～15mL∶0.01～1.0mL。
8.如权利要求6所述制备方法，其中所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、异丙醇的一种或一种以上的混合溶剂。
9.N，N′-(4-氮杂-1，7-庚基)双吡嗪酰胺化合物在失效原子力显微镜硅针尖再生技术中的应用。
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