一锅法合成3-硝基吡唑

背景技术

氮杂环化合物中因有大量N-N、C-N键及较大的环张力，因而生成焓很高。而且这类化合物具有高氮低碳氢的特点，从而具有较高的密度。此外，氮杂环分子中氮、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。3-硝基吡唑作为典型的氮杂环化合物，是合成3，4-二硝基吡唑（DNP）等新型炸药的重要中间体，自从Jassen首次硝化3-硝基吡唑得到了DNP后，人们以吡唑为原料，合成出3-硝基吡唑中间体，然后对其再硝化生成DNP的相关研究层出不穷。

通常合成3-硝基吡唑的方法为两步反应合成， 即将吡唑硝化得到N-硝基吡唑，然后将N-硝基吡唑在有机溶剂里重排得到3-硝基吡唑。合成路线中发生重排反应的高沸点溶液通常是苯腈、苯甲腈和正辛醇，但这些物质具有毒性、易挥发产生刺激性气味和价格昂贵等缺点。本文将吡唑硝化后的反应液不经中间体（N-硝基吡唑）的分离提纯，直接在水热釜中高压反应，实现了一锅法合成3-硝基吡唑。

合成方法

取10.7mL醋酐于100mL四口瓶中，冰水浴控温，在搅拌下缓慢加入4.0g吡唑。待其溶解后用筒形分液漏斗逐渐加入4.4mL发烟硝酸，温度控制在5℃以下。将四口瓶置于冰水浴中反应1h，N-硝基吡唑在此期间沉淀。

将反应液转移至水热釜后置于烘箱内，在170℃下保温3h。待水热釜冷却至室温后，将反应液倒至50g的碎冰中，发现有浅黄的固体析出，在冰水浴下搅拌1h后抽滤。然后将滤液用乙酸乙酯萃取3次（30、20、10mL），将有机相置于培养皿中，在通风橱中晾干，发现有浅黄色固体析出，经表征确定抽滤和萃取产物均为3-硝基吡唑，收率46.2%。

参考文献

［1］刘威,李永祥,许元刚等.一锅法合成3-硝基吡唑的研究[J].精细化工中间体,2015,45(05):60-62.