背景技術(shù)

1-甲基-4-硝基吡唑是一種典型的氮雜環(huán)類化合物，該結(jié)構(gòu)含有高焓C＝C雙鍵和N-N單鍵，具有較高生成焓、高密度以及對環(huán)境友好的特征，具有非?？捎^的能量，在高能炸藥、安全鈍感、低感添加劑等領(lǐng)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間體。

吡唑或甲基吡唑的硝化一般采用發(fā)煙硝酸-乙酸酐或發(fā)煙硝酸-濃硫酸作為硝化試劑，吡唑環(huán)的N-硝化采用發(fā)煙硝酸-乙酸酐為硝化試劑，吡唑環(huán)的C-硝化采用發(fā)煙硝酸- 濃硫酸為硝化試劑?，F(xiàn)有技術(shù)中，1-甲基-4-硝基吡唑的制備一般采用1-甲基吡唑與發(fā)煙硝酸-濃硫酸硝化體系反應(yīng)。但是這種方法使用的硝化劑發(fā)煙硝酸-濃硫酸會產(chǎn)生大量的氮氧化物氣體以及過多的廢酸而造成環(huán)境污染。

制備方法

分別取1.4g(0.012mol)N-硝基吡唑，1g(0.012mol)1-甲基吡唑備用，將8mL 98％的濃硫酸加入裝有機(jī)械攪拌、溫度計、加料漏斗的100mL四口瓶中，于20℃下用加料漏斗向濃硫酸中滴加1-甲基吡唑，加料完成水浴升溫至60℃，于此溫度下分10次加入N-硝基吡唑， 每次加入量為0.0012mol，加料完成，保持?jǐn)嚢韬銣胤磻?yīng)6h，反應(yīng)完成后，趁熱將反應(yīng)液倒入 裝有冰塊的燒杯中攪拌，有白色細(xì)小晶狀固體析出，冰塊全融，抽濾，得白色固體I和濾液； 濾液用乙醚萃取，合并溶劑，減壓旋蒸除去溶劑，得到白色固體II，將白色固體I與白色固體II合并后用乙醇進(jìn)行重結(jié)晶，得到目標(biāo)產(chǎn)物1-甲基-4-硝基吡唑。產(chǎn)品的純度為99％，產(chǎn)品熔點(diǎn)為：90～93℃；收 率為72.53％。¹H NMR(Acetone-d₆)δ：8.55(1H)，8.05(1H)，3.99(3H)。¹³C NMR(Acetone-d6)δ：39.34(t,CH3)，135.59(t,C3)，130.09(t,C5)，135.05(t,C4)。

檢測

色譜條件：采用色譜甲醇配制含目標(biāo)物的溶液，以水和甲醇為流動相，水和甲醇的體積比為45：55為流動相，紫外吸收波長237nm，流速為1mL·min^-1，進(jìn)樣量10μL。測試結(jié)果1-甲基-4-硝基吡唑的保留時間為4.37min，用面積歸一法計算產(chǎn)物純度為99.1％。

IR(KBr，υcm-1 ):3112(吡唑環(huán)C-H),2980(甲基C-H),1535,1331(C-NO2)。由下圖可知被測目標(biāo)產(chǎn)物1-甲基-4-硝基吡唑結(jié)構(gòu)中存在硝基，甲基，吡唑環(huán)。

參考文獻(xiàn)

[1]中北大學(xué),湖北東方化工有限公司. 一種1-甲基-4-硝基吡唑的制備方法:CN201710801452.3[P]. 2020-03-31.