3-硝基-1,2,4-三氮唑的合成

介绍

3‑硝基‑1，2，4‑三氮唑，化学式为C2H2N4O3，通常简称为TNX。它是一种偶联试剂，常用于有机合成与生物医药领域。例如，它是制备N‑(2‑甲氧基乙基)‑2‑(3‑硝基‑1,2,4,‑三氮唑‑1‑)乙酰胺的基础原料药之一。它具有硝基基团(-NO2)的存在，因此被归类为硝基衍生物。它的结构中包含一个三氮唑的环，并在1、2和4位置上附加了硝基基团。需要注意的是，它是一种危险化学品，使用时需要遵守相关的安全操作规程，确保安全使用。

图一 3‑硝基‑1，2，4‑三氮唑

合成

现有合成方法的缺点

目前，3‑硝基‑1，2，4‑三氮唑制备方法包括：

1)钨酸钠催化、双氧水氧化法。然而，该方法在室温滴加双氧水过程中，双氧水就已经在分解，因此需要5摩尔比的双氧水才能反应完全，反应时间也较长达到12小时以上。且该方法存在体量大、单釜效率低，并且淬灭多余的双氧水需要大量的还原剂，产生的废水多等问题。

2)浓硝酸、亚硝酸钠氧化法。然而，该方法中，在滴加浓硝酸过程中有大量固体生成，必须加入近20倍水才能搅拌均匀，并且收率低、废酸水多。

3)其他过氧化物氧化法。然而这些方法中需要过量的过氧化物，操作过程中有潜在危险性。

新合成方法

针对上述问题，王桂春[1]提供一种原料安全性好，一锅法制备、单釜效率高，三废少、对环保友好的3‑硝基‑1，2，4‑三氮唑的制备方法。具体合成步骤如下：

(1)化合物3‑重氮‑1，2，4‑三氮唑氯盐的制备

取250mL反应瓶加入3‑氨基‑1，2，4‑三氮唑(20g，0.238mol，1.0eq)和6M盐酸(87.3mL，0.524mol，2.2eq)，分批加入亚硝酸钠(19.73g，0.286mol，1.2eq)，冰水控温0‑10℃。加完保温反应20分钟得到3‑重氮‑1，2，4‑三氮唑氯盐溶液。

(2)化合物3‑硝基‑1，2，4‑三氮唑的制备

向3‑重氮‑1，2，4‑三氮唑氯盐溶液中加入氧化亚铜(68.11g，0.476mol，2.0eq)，升温至60‑70℃，滴加亚硝酸钠(32.84g，0.476mol，2.0eq)/水(32.84g)溶液，加完保温反应2h。反应液冷却至5‑10℃后抽滤，滤饼用60mL甲醇50℃热溶提取，甲醇浓缩至少量溶剂剩余时过滤，收集滤饼烘干得到21.2g纯品3‑硝基‑1，2，4‑三氮唑，液相纯度99.6％，收率78％。将反应物进行核磁共振实验确认产物结构，数据如下：1H NMR(型号：AVANCE III HD 400M，CDCl3，400MHz):δ＝11.3(s，1H)，8.87(s，1H)，检测结果与结构吻合。

图二 3-硝基-1,2,4-三氮唑的合成

参考文献

[1]王桂春,刘炼,骆浩. 3-硝基-1,2,4-三氮唑的制备方法[P]. 安徽省：CN115490646A,2022-12-20.