1-甲基-4-硝基吡唑的制备及检测

背景技术

1-甲基-4-硝基吡唑是一种典型的氮杂环类化合物，该结构含有高焓C＝C双键和N-N单键，具有较高生成焓、高密度以及对环境友好的特征，具有非常可观的能量，在高能炸药、安全钝感、低感添加剂等领域有很好的前景，是新型含能材料1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑等的中间体。

吡唑或甲基吡唑的硝化一般采用发烟硝酸-乙酸酐或发烟硝酸-浓硫酸作为硝化试剂，吡唑环的N-硝化采用发烟硝酸-乙酸酐为硝化试剂，吡唑环的C-硝化采用发烟硝酸- 浓硫酸为硝化试剂。现有技术中，1-甲基-4-硝基吡唑的制备一般采用1-甲基吡唑与发烟硝酸-浓硫酸硝化体系反应。但是这种方法使用的硝化剂发烟硝酸-浓硫酸会产生大量的氮氧化物气体以及过多的废酸而造成环境污染。

制备方法

分别取1.4g(0.012mol)N-硝基吡唑，1g(0.012mol)1-甲基吡唑备用，将8mL 98％的浓硫酸加入装有机械搅拌、温度计、加料漏斗的100mL四口瓶中，于20℃下用加料漏斗向浓硫酸中滴加1-甲基吡唑，加料完成水浴升温至60℃，于此温度下分10次加入N-硝基吡唑， 每次加入量为0.0012mol，加料完成，保持搅拌恒温反应6h，反应完成后，趁热将反应液倒入 装有冰块的烧杯中搅拌，有白色细小晶状固体析出，冰块全融，抽滤，得白色固体I和滤液； 滤液用乙醚萃取，合并溶剂，减压旋蒸除去溶剂，得到白色固体II，将白色固体I与白色固体II合并后用乙醇进行重结晶，得到目标产物1-甲基-4-硝基吡唑。产品的纯度为99％，产品熔点为：90～93℃；收 率为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)。

检测

色谱条件：采用色谱甲醇配制含目标物的溶液，以水和甲醇为流动相，水和甲醇的体积比为45：55为流动相，紫外吸收波长237nm，流速为1mL·min^-1，进样量10μL。测试结果1-甲基-4-硝基吡唑的保留时间为4.37min，用面积归一法计算产物纯度为99.1％。

IR(KBr，υcm-1 ):3112(吡唑环C-H),2980(甲基C-H),1535,1331(C-NO2)。由下图可知被测目标产物1-甲基-4-硝基吡唑结构中存在硝基，甲基，吡唑环。

参考文献

[1]中北大学,湖北东方化工有限公司. 一种1-甲基-4-硝基吡唑的制备方法:CN201710801452.3[P]. 2020-03-31.