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丙烯酰胺含有碳碳双键和酰胺基，具有双键的化学通性：在紫外线照射下或在熔点温度时，很容易聚合；另外，双键可以进行加成反应，在碱性条件下与羟基化合物加成，生成醚；与伯胺加成，可以生成一元加成物或二元加成物，与仲胺加成，只能生成一元加成物，与叔胺加成，生成季铵盐；与活化后的酮加成，加成物可立即环化而生成内酰胺。也可与亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、氯化氢、溴化氢等无机化合物加成；本品也可共聚，如与其他丙烯酸酯、苯乙烯、卤代乙烯等共聚；双键也可用硼氢化物、硼化镍、羰基铑等催化剂还原，生成丙酰胺；用四氧化锇进行催化氧化，可以生成二醇。本品的酰胺基具有脂肪族酰胺的化学通性：与硫酸反应生成盐；在碱性催化剂存在下，水解生成丙烯酸根离子；在酸性催化剂存在下，水解生成丙烯酸；在脱水剂存在下，脱水生成丙烯腈；与甲醛反应，生成N-羟甲基丙烯酰胺。
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