Азелаиновая кислота представляет собой алифатическую дикарбоновую кислоту с прямой-цепью с молекулярной формулой C₉H₁₆O₄ и относительной молекулярной массой 188,22. Его структурная формула: HOOC–(CH2)₇–COOH; Молекула имеет карбоксильную группу на каждом конце, соединенную центральной цепью из семи метиленовых групп. Благодаря своей относительно регулярной молекулярной структуре азелаиновая кислота демонстрирует типичные характеристики длинноцепочечных дикарбоновых кислот и обычно существует в виде твердого вещества при комнатной температуре. Две карбоксильные группы являются основными активными центрами внутри молекулы и являются основной причиной того, что азелаиновая кислота может участвовать в широком спектре химических реакций.
По молекулярному составу азелаиновая кислота содержит девять атомов углерода, шестнадцать атомов водорода и четыре атома кислорода; два атома кислорода расположены в карбонильных группах карбоксильных функций, а два других входят в состав гидроксильных групп. Карбоксильные группы очень полярны, способны образовывать водородные связи с другими полярными группами и вступать в такие реакции, как кислотно-основная нейтрализация и этерификация. Семь метиленовых групп в центре молекулы имеют низкую полярность, придавая определенную степень гидрофобности молекуле в целом. Сосуществование карбоксильных групп и длинной углеродной цепи приводит к уникальным характеристикам растворимости и реакционной способности.
Молекулярная структура азелаиновой кислоты существенно влияет на ее применение в материалах. Поскольку он обладает карбоксильными группами на обоих концах, он может подвергаться поликонденсации с диолами с образованием полиэфиров или участвовать в реакциях этерификации с другими гидроксил-содержащими соединениями с образованием различных типов азелатных эфиров. Включение азелаиновой кислоты в структуру полимера приводит к появлению длинной центральной метиленовой цепи, которая повышает гибкость молекулярной цепи, позволяя регулировать твердость, гибкость и низкотемпературные характеристики материала в зависимости от требований рецептуры. Эти структурные особенности позволяют использовать азелаиновую кислоту в качестве сырья для дикарбоновых кислот при производстве полимерных материалов, таких как полиэфиры и полиуретаны.
Структурные характеристики азелаиновой кислоты в первую очередь определяются двумя особенностями: наличием карбоксильных групп на обоих концах и длинной углеродной цепью в середине. Карбоксильные группы определяют его высокую реакционную способность, а длинная углеродная цепь влияет на молекулярную гибкость, гидрофобность и свойства получаемого материала. В практическом применении различные роли этих двух структурных компонентов можно использовать для настройки молекулярной структуры и свойств конечного материала путем регулирования дозировки азелаиновой кислоты и ее комбинации с другими мономерами. Следовательно, азелаиновая кислота служит не только основным химическим сырьем, но и структурным модификатором при синтезе полимерных материалов.