5-氨基-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸作为一种重要的化合物,具有广泛的应用价值,本文将探讨5-氨基-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸在相关领域的具体应用。
背景:5-氨基-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸,英文名称:3-Amino-1,2,4-triazole-5-carboxylic acid,CAS:3641-13-2,分子式:C3H4N4O2,外观与性状:白色结晶粉末。5-氨基-4H-1,2,4-三唑-3-羧酸是一种在嘌呤核苷酸类似物合成中使用的构建块,由一种多能性次黄嘌呤磷酸核糖转移酶合成。
应用:
1. 合成N-(2',4'-二氯苯亚甲基)-5-氨基-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸
上世纪80年代含杂环的席夫碱具有较高的植物激素活性,引起了化学家的关注,而三氮唑的一些衍生物因为具有优良的生物活性,已先后被开发作为杀菌剂与植物生长调节剂。
采用2,4-二氯苯甲醛与5-氨基-1 H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸反应合成了一种新型三氮唑的席夫碱。具体步骤如下:
在圆底烧瓶中,加入0.02 mol2?4-二氯苯甲醛和0.02 mol5-氨基-1H-1, 2,4-三氮唑-3-羧酸取 30 mL DMF作溶剂,电磁搅拌,加热回流3~4 h,减压蒸去大部分溶剂,过滤得粗产品,用95%的乙醇重结晶得到目标化合物纯品。熔点为231 ~232℃。
2. 合成酰胺桥联1,2,4-三唑类含能化合物
陈东旭等人以5-氨基-1,2,4-三唑-3-羧酸为原料,使用100%硝酸制备中间体5-硝基氨基-1,2,4-三唑-3-羧酸。选择 SOCl2作为氯化剂,制备了酰氯取代的化合物 5-硝基氨基-1,2,4-三唑-3-羰基氯 (201)。3,4-二氨基-1,2,4-三唑和化合物201在二甲基亚砜中发生亲核取代反应获得 N-(3-氨基-4H-1,2,4-三唑-4-基)-5-(硝基氨基)-4H-1,2,4-三唑-3-甲酰胺 (202)。为了进一步提高化合物202的能量水平,用100%硝酸硝化 202得 5-(硝基氨基)-N-(3-(硝基氨基)-4H-1,2,4-三唑-4-基)-4H-1,2,4-三唑-3-甲酰胺(203)。202(D: 7794 m·s-1;IS > 40 J)的爆速和感度均优于 TNT(D: 6881m·s-1;IS: 15 J)。热稳定性测试表明202的起始分解温度较高(Td: 244.6℃) ,优于RDX(Td: 208 ℃);203(Td: 205.3 ℃)的起始分解温度接近RDX。此外,由理论计算可知,与 C-C键联接的化合物 DNABT(D: 8355 m·s-1;P: 30.0 GPa;Td: 194 ℃;IS: 3 J)相比,酰胺桥联的化合物 203(D: 8584 m·s-1;P: 30.0 GPa;Td: 205.3 ℃;IS: 18 J)具有更好的爆轰性能和热稳定性以及更低的机械感度。结果表明,在含能化合物中引入酰胺能有效平衡含能性能和感度,从而构建高能低感化合物。
3. 合成三氮唑类偶氮化合物
三氮唑类偶氮是一类重要的化合物,既可用作染料(例如:阳离子红2BL,XGL,已用于腈纶散纤维、纤维条和腈纶绒线的染色),又可用作显色剂{例如:2-[2,3,5-三氮唑偶氮]-5-二甲氨基苯甲酸与镍显色;2-[2,4,5-三氮唑偶氮]-5-乙酰氨基苯酚与钴显色。
李德江等人以5-氨基-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸、变色酸和对取代苯胺为原料,经重氮化、偶合反应合成了4种新偶氮化合物。
4. 合成双Schiff碱
具有较强植物激素活性的含芳环、杂环的Schiff碱类化合物在20世纪80年代初引起了化学家的高度重视。
李德江等人以5-氨基-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸分别与对苯二甲醛、乙二醛和戊二醛反应合成了3个新的双Schiff碱化合物。具体步骤如下:
在250mL圆底烧瓶中加入醛10mmol,5-氨基-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酸2.6g(20mmol)和DMF 60mL(作溶剂),加热回流一定时间后减压蒸出DMF,加入少量无水乙醇后析出粗产品,再用95%乙醇重结晶得1。
参考文献:
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