4-溴-1H-吡唑-3-甲酸的制备

发布日期:2022/6/17 10:03:25

背景及概述

吡唑类化合物由于具有高效、低毒及吡唑环上取代基多方位变换等优点在医药、农药领域扮演着非常重要的角色。其可以用作蛋白质激活酶抑制剂、脂氧化酶抑制剂、血小板凝结抑制剂、水稻枯萎病防治剂、杀螨剂等。4-溴-1H-吡唑-3-甲酸作为吡唑类化合物的一种，在医药、农药等方面也得到了广泛的应用。4-溴吡唑-3-甲酸英文名称：4-Bromopyrazole-3-carboxylic Acid，CAS号：13745-17-0，分子式：C4H3BrN2O2，分子量：190.983。

制备

目前国内关于4-溴-1H-吡唑-3-甲酸的合成工艺研究鲜有报道，本文以4-溴-3-甲基吡唑为原料，通过氧化反应制备了目标化合物，讨论了各种反应条件对产率的影响，得到了反应条件[1]。其合成反应式如下图：

图1 4-溴-1H-吡唑-3-甲酸的合成反应式

实验操作：

方法一、在装有搅拌、温度计、回流冷凝管的 500 mL 三口烧瓶中加入4-溴-3-甲基吡唑4． 1 g (0． 05 mol)，200 mL 水，搅拌升温至90 ℃，分批加入高锰酸钾 23． 7 g (0． 15 mol)，反应 8 h。反应完毕后，冷却至室温，过滤，滤饼用水洗涤。将滤液浓缩至 30 mL，冷却至0 ℃，用浓盐酸调节 pH =3，析出大量固体，过滤，烘干即为4-溴-1H-吡唑-3-甲酸，产率 64.2%。

方法二、

向100mL 反应瓶中依次加入10mL 水、1H-吡唑-3-甲酸、液溴、四丁基溴化铵，经磁力搅拌，在电加热套中加热并升温至100℃，待回流后，从冷凝管上方加入氢氧化钾，反应4h。加入适量沸水溶解副产品溴化钾；用分液漏斗分出水相后，加入溶剂60mL ［（V（乙醇）∶V（水）＝1∶1］使之完全溶解，冷却至室温，析出晶体，抽滤，室温下在电热鼓风干燥箱中干燥1d，得4-溴-1H-吡唑-3-甲酸。

结果与讨论

反应时间对4-溴-1H-吡唑-3-甲酸产率的影响

在其他反应条件不变的情况下，我们研究了不同氧化时间对4-溴-1H-吡唑-3-甲酸产率的影响，随着反应时间的延长，4-溴-1H-吡唑-3-甲酸的产率不断增加，当反应时间超过 8 h 后，产率变化不大。我们认为 8 h 时反应达到平衡，再延长反应时间对产率没有太大影响。因此，我们认为氧化反应的反应时间为 8 h。

反应温度对4-溴-1H-吡唑-3-甲酸产率的影响

在其他反应条件不变的前提下，探讨了不同温度下高锰酸钾氧化4-溴-3-甲基吡唑合成4-溴-1H-吡唑-3-甲酸的情况，反应温度对氧化反应也有较大的影响，随着反应温度的提高，4-溴-1H-吡唑-3-甲酸的产率不断增加，当温度超过90 ℃以后，产率略有下降，这可能是因为温度超过 90 ℃后有副反应产生，导致产率下降。所以，氧化反应的温度为 90 ℃。

物料配比对4-溴-1H-吡唑-3-甲酸产率的影响

在其他反应条件固定的情况下，我们研究了4-溴-3-甲基吡唑与高锰酸钾的摩尔比对4-溴-1H-吡唑-3-甲酸产率的影响。氧化剂高锰酸钾的量对产率的影响比较大。随着高锰酸钾的增加，产率不断提高，当高锰酸钾与4-溴-3-甲基吡唑的摩尔比为 3∶1 时，产率最高，再增加高锰酸钾的量，产率基本不变。在氧化反应中氧化剂的量足够反应完全即可，过量的氧化剂不仅增加成本，而且会给后处理带来麻烦。所以，高锰酸钾与4-溴-3-甲基吡唑的摩尔比为 3∶1。