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5-甲基-3-硝基-1H-吡唑 CAS No. 1048925-02-5

含氮有机化合物是合成医药,农药,含能材料等精细有机化合物的中间体,它不仅具有重要的实用价值,而且在一些相关的功能材料研究中也是不可缺少的重要化合物.氮杂环化合物结构中含有大量N—N,C—N键及较大的环张力,因而具有很高的生成焓,同时还具有密度高以及对环境友好等特征,这类化合物中氮,氧原子的电负性高,尤其氮杂芳环体系还能形成类苯结构的大π键,具有钝感,热稳定性好的特点,在含能材料的研究中备受重视.氮杂环唑类化合物在医药,农药,材料等众多领域具有广阔的应用,颇受人们的青睐,吡唑及其衍生物就是其中重要的一类化合物.吡唑及其衍生物是具有芳香性的稳定物质,其显著的特点是耐氧化,耐热,耐水解,可广泛应用于医药,农药,光敏材料,精细化工等方面.吡唑结构上存在π-电子体系,环上易于进行亲电取代,硝化,碘化,卤化等反应,经硝化之后便可得到硝基吡唑.硝基吡唑衍生物氮元素的质量分数高于碳氢,普遍具有生成焓高,感度较低,热稳定性好,环境友好等优点,是一类高密度,高能量,低感度的耐热炸药,该类化合物易于制备,性能优良,与大多数含能材料相容性好,是一类具有潜在应用价值的候选含能催化剂,是一个重要的杂环化合物,存在于多种生物活性化合物中,用于合成进一步功能化起始材料.
📌 参考资料/链接:
李翠屏,孙天旭,陈新志.3-硝基吡唑的合成[J].染料与染色,2004,41(3):168-169.

📄 详细内容


3-硝基吡唑是医药,农药中间体,也是合成硝基吡唑类含能化合物的重要中间体,其继续进行C-硝化比较困难,经过 N-硝化可合成 1,4-二硝基吡唑,重排可得到 3,4-二硝基吡唑和 3,5-二硝基吡唑,进一步硝化可得到 3,4,5-三硝基吡唑.经过其他取代反应还可获得更多硝基吡唑类衍生物.现有技术中5-甲基-3-硝基-1H-吡唑的合成方法有多种,将甲基吡唑加入冰醋酸,浓硝酸和醋酸酐体系,室温下反应,得到 N-硝基吡唑,N-硝基吡唑在苯甲腈中回流,得5-甲基-3-硝基-1H-吡唑.将N-硝基-5-甲基吡唑溶解到苯甲醚中,145℃下油浴反应10h,冷却析出白色结晶固体,过滤,减压干燥得到化合物5-甲基-3-硝基-1H-吡唑粗品,苯重结晶得5-甲基-3-硝基-1H-吡唑的纯品.5-甲基-3-硝基-1H-吡唑的合成路线如下所示: 5-甲基-3-硝基-1H-吡唑的合成路线图
具体合成步骤:
1.合成N-硝基-5-甲基吡唑
将发烟浓硝酸慢慢滴加到5-甲基吡唑和浓硫酸组成的溶液中,保持强烈搅拌,并用冰盐恒温水浴保持反应温度不超过0℃,滴加过程中反应液越来越稠,并有固体析出.滴加完毕后,在0℃下搅拌3.5小时,后期溶液变稀,颜色逐渐变为橙色.然后将溶液慢慢倒入碎冰中,并强烈搅拌,待冰融化后立即过滤出白色晶体,用冰水洗涤至出水中性后,再用少量的冰甲醇淋洗,真空60℃下干燥至恒重,得到白色的N-硝基-5-甲基吡唑晶体1089,收率87.8%.
2.合成5-甲基-3-硝基-1H-吡唑
将上一步得到的N-硝基-5-甲基吡唑溶解在800ml正辛醇中,加热回流,温度为185℃一190℃,随着反应的进行,溶液变得澄清,溶液颜色加深.薄层色谱跟踪检测(展开剂为乙酸乙酯:石油醚=1:2),原料点消失后,用旋转蒸发仪回收反应液中的大部分辛醇溶剂,然后在得到的粘稠液中加60℃一90℃馏分的石油醚,加热搅拌后冷却到0℃,有淡棕色结晶析出,过滤后经真空干燥得产品5-甲基-3-硝基-1H-吡唑,收率86.6%. 产品链接: CAS No. 1048925-02-5››
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