硝基吡唑类化合物的制备方法及晶体结构？ ¹

概述^[1]

硝基吡唑类化合物是一种具有高能量、高密度、低感度等特性的五元氮杂环化合物。它们在含能材料领域备受关注。4-硝基吡唑是医药、农药中间体，也是合成硝基吡唑类含能化合物的重要中间体。通过不同的反应，可以合成多种硝基吡唑类衍生物。

制备方法^[1、2]

Huttel等研究人员使用N-硝基吡唑为原料，在浓硫酸中进行重排反应，得到了4-硝基吡唑。Rao等研究人员在室温下使用N-硝基吡唑进行重排反应，也成功合成了4-硝基吡唑。Ravi等研究人员则采用了以4碘代吡唑为原料，在四氢吠喃溶液中使用发烟硝酸作为硝化剂，通过固体催化剂的作用合成了4-硝基吡唑。此外，还有一种直接硝化吡唑制备4-硝基吡唑的方法，但产率较低。这些方法存在一些不足，如原料成本高、反应时间长、反应温度较高等。此外，4-硝基吡唑的晶体结构数据也未见文献报道。

为了解决上述问题，研究人员采用了一锅两步法合成4-硝基吡唑。首先将吡唑与浓硫酸反应形成吡唑硫酸盐，然后使用发烟硝酸/发烟硫酸作为硝化剂直接硝化得到了4-硝基吡唑。研究人员对该工艺进行了优化，并成功制备了4-硝基吡唑的单晶，测定了其晶体结构。

合成方法步骤与表征

(1) 硝硫混酸的配制

将20%发烟硫酸和发烟硝酸按一定比例加入四口瓶中，在低温下搅拌混合。

(2) 4-硝基吡唑的制备

第一步: 在室温下将浓硫酸和吡唑加入四口瓶中，搅拌30分钟。

第二步: 在冰水浴中滴加硝硫混酸，然后升温反应。反应液经过处理后得到4-硝基吡唑。

硝基吡唑单晶培养和晶体结构的测定：

将4-硝基吡唑溶于乙酸乙酷中，经过溶剂蒸发法培养单晶，然后使用单晶衍射仪进行结构分析。结果显示4-硝基吡唑的分子结构规整，属于三斜晶系p-1空间群。

主要用途

4-硝基吡唑是医药、农药中间体，也是合成硝基吡唑类含能化合物的重要中间体。

参考文献

[1]李永祥,党鑫,曹端林,柴笑笑.4-硝基吡唑的一锅两步法合成及其晶体结构[J].含能材料,2018,26(05):404-409.

[2]Yüfang Wu,Yünan Qin,Li Bai,Yü Kang,Yanting Zhang. Determination and thermodynamic modelling for 4-nitropyrazole solubility in (methanol+water), (ethanol+water) and (acetonitrile+water) binary solvent mixtures from T =(278.15 to 318.15)K[J]. The Journal of Chemical Thermodynamics,2016,103.