1H-吡唑-3-甲醛的应用研究

简述

1H-吡唑-3-甲醛又名3-吡唑甲醛，吡唑-3-甲醛，化学式是C₄H₄N₂O，分子量为96.0874，一般性状为白色固体粉末。

综述文献，吡唑作为一种含氮杂环类化合物，不仅有抗菌，抗肿瘤和解热镇痛等药理活性，而且还是一种重要的有机合成中间体，具有重要的合成研究价值，主要用于金属有机化学领域有关研究[1]。

截至目前，关于1H-吡唑-3-甲醛的合成研究报道较少，或可根据1H-吡唑-4-甲醛[2]的研究进行相关制备： 以吡唑做起始原料，采用间甲氧基氯苄做保护基团，在三氯氧磷和N,N-二甲基甲酰胺条件下醛基化，脱去定位基团进行合成。

物理性质

密度：1.323 g/cm³

沸点：299.98 ℃

闪点：139.67 ℃

折射率：1.620

应用研究

1H-吡唑-3-甲醛是合成喹唑啉类物质的原料。喹唑啉的结构中包含苯和嘧啶两个稠合芳香环，是天然生物碱的骨架，其衍生物是一类非常重要的含氮杂环化合物。由于结构中富电子供体中心的存在，它们对某些金属离子表现出极高的亲和力，可以形成结构多样的金属配合物。这些金属配合物在生物和药物研究中具有特殊的作用。

设计合成含吡啶及吡唑环的两种喹唑啉型有机配体，研究它们与Cu(II)，Ni(II)，Bi(III)，Ag(I)，Mn(II)五种金属离子的配位作用。主要研究内容包括以下几点：1,通过邻氨基苯乙酮肟与1H-吡唑-3-甲醛和1H-吡唑-2-甲醛反应得到了两种配体。分别为L1：2-(3-吡唑基)-4-甲基-1,2-二氢喹唑啉-N₃-氧化物；L2：2-(2-吡啶基)-4-甲基-1,2-二氢喹唑啉-N₃-氧化物。2,由L1，L2分别与Cu(II)，Ni(II)，Bi(III)，Ag(I)，Mn(II)五种金属反应得到了五种金属配合物。分别为Cu(II)配合物1：[Cu(L1)₂]·(NO₃)₂，Ni(II)配合物2：[Ni(L1)₃](NO₃)₂·3CH₃OH，Bi(III)配合物3：[Bi(L1)₂·(NO₃)₂]·NO₃，Ag(I)配合物4:[Ag(L1)₂]·NO₃和Mn(II)配合物5:[Mn(L2)₂·Cl₂]。X-射线单晶衍射进一步确定了五种配合物的分子结构和配位构型。由晶体学数据分析可知，配合物1为四配位的平面正方形几何，游离两个硝酸根离子；配合物2为六配位的八面体构型，游离两个硝酸根离子和三个甲醇分子。配合物3和4分别是八配位和三配位的结构，而配合物5中有两个氯离子参与配位，形成了一个六配位的八面体构型。3,测试五种配合物的FT-IR，UV-vis光谱和配合物3–5的荧光光谱并与相应配体进行了比较分析。此外，还研究了配合物3和5在不同溶剂中的荧光行为以及配合物1的电化学性质。采用牛津杯法研究了五种配合物对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑制效果，抑菌圈直径显示了样品对细菌菌株的抑菌能力。4,通过密度泛函理论(DFT)计算了配合物1–5的最优几何构型及前线分子轨道能量，并通过TD-DFT计算了配合物紫外-可见光谱中的电子跃迁。利用静电势(ESP)分析确定了配合物的亲核，亲电反应攻击位点。最后，通过Crystal Explorer 17程序计算了配合物中存在的不同氢键相互作用以及相互作用的百分比[3]。以上实验结果为接下来的研究提供了方向，首先对有关化合物进行放大量试验的优化，继而进行光学、电化学、生物学性质研究。

参考文献

[1]陈樱.氯胺-T促进的腙和缺电子烯烃的[3+2]环加成反应研究[D]. 2019.

[2]张青松,苏,娜,等.1-H-吡唑-4-甲醛的合成方法[J].科学导报, 2015, 000(021):366-366.

[3]柴永梅.基于吡啶,吡唑环配体及其金属配合物的结构表征,性质与理论计算研究[D].兰州交通大学,2022.