4-甲基-3-硝基吡唑的制备

背景及概述^[1][2]

4-甲基-3-硝基吡唑是一种典型的氮杂环类化合物，该结构含有高焓C＝C双键和N-N单键，具有较高生成焓、高密度以及对环境友好的特征，具有非常可观的能量，在高能炸药、安全钝感、低感添加剂等领域有很好的前景，是新型含能材料1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑等的中间体。4-甲基-3-硝基吡唑其硝化还采用发烟硝酸-乙酸酐或发烟硝酸-浓硫酸作为硝化试剂，吡唑环的N-硝化采用发烟硝酸-乙酸酐为硝化试剂，吡唑环的C-硝化采用发烟硝酸-浓硫酸为硝化试剂。

4-甲基-3-硝基吡唑

制备^[2]

分别取1.4g(0.012mol)N-硝基吡唑，1g(0.012mol)4-甲基吡唑备用，将8mL98％的浓硫酸加入装有机械搅拌、温度计、加料漏斗的100mL四口瓶中，于20℃下用加料漏斗向浓硫酸中滴加4-甲基吡唑，加料完成水浴升温至60℃，于此温度下分10次加入N-硝基吡唑，每次加入量为0.0012mol，加料完成，保持搅拌恒温反应6h，反应完成后，趁热将反应液倒入装有冰块的烧杯中搅拌，有白色细小晶状固体析出，冰块全融，抽滤，得白色固体I和滤液；滤液用乙醚萃取，合并溶剂，减压旋蒸除去溶剂，得到白色固体II，将白色固体I与白色固体II合并后用乙醇进行重结晶，得到目标产物4-甲基-3-硝基吡唑。产品的纯度为99％，产品熔点为：90～93℃；收率为72.53％。

本制备方法以N-硝基吡唑和硫酸为硝化试剂，直接将4-甲基吡唑进行硝化即可得到4-甲基-3-硝基吡唑。本制备方法原料来源丰富，成本低，且避免了使用硝酸和硫酸的混酸为硝化剂，反应过程无污染气体氮氧化物的产生，对环境污染小；并且本发明提供的制备方法反应条件温和，不需要在高温下长时间反应，对反应设备要求较低，且所得产物纯度可达99％，收率为50％～75％。

主要参考资料

[1] 黄海洪, 张翔, 张曼云, & 黄道飞. (2001). 1-甲基-3-正丙基-4-硝基吡唑-5-甲酰胺的合成工艺改进. 中国医药工业杂志(07), 319-320.

[2] 孙曰圣, 陈心勇, 陈乐意, & 刘华祥. (2006). 1-甲基-3-丙基-4-硝基吡唑-5-羧酸的合成研究. 化学世界(04), 220-221.

[3] 张林豪, 罗苗, 程旭, 丁海月, & 梁承武. (2016). 1-甲基-3-丙基-4-硝基吡唑-5-甲酸的合成优化. 吉林医药学院学报, 37(005), 339-341.