3,5-二氨基-1,2,4-三唑的合成与表征
美的瞬间作文-四年级观察作文
第29卷第9期 王伯周等:3,5一二氨基一1,2,4-三唑的合成与表征 563
化学试剂,2007,29(9),563~565
3,5一二氨基一1,2,4一三唑的合成与表
征
王伯周 ,贾思媛,王锡杰,张海昊,刘愆
(西安近代化学研究所,陕西西安71006
5)
摘要:以80%水合肼与37%浓盐酸为起始原料得到二盐酸肼,然后在水中与二氰二胺缩合环化
合成了标题化合物,收率
89%,精制后纯度达到99%以上,ITI.P.208~210℃。合成
的最佳反应条件为:温度48~50℃,反应时间2 h,二氰二胺与
二盐酸肼最佳料比为1:1.1
,pH控制在10.4~10.8。并利用元素分析、红外光谱、核磁共振光谱、质谱等分析手段对其结
构进行r表征。
关键词:有机化学;3,5一二氨基一1,2,4-三唑;DAT;合成
中图分类号:0623.626 文献标识码:A 文章编号:0258—3283(2007)09.0563
—03
3,5.二氨基.1,2,4-三唑(DAT)是一种重要的
2010型高效液相色
谱仪。
二氰二胺、甲醇、80%水合肼、氢氧化钠、异丙
醇均为分析纯。
1.2
合成步骤
1.2.1 二盐酸肼的合成
精细化工中间体,可用于医药、杀菌剂、农药、消
毒
剂和染发剂等物质的生产制取,还可以和过渡金
属配位形成感光材料 1j。DAT也是
一种重要的炸
药中间体,可合成5.氨基.3.硝基.1,2,4-三唑 2j、
4,6.
双(5.氨基.3.硝基.1H.1,2,4-三唑.1.基).5.硝
基嘧啶、3,6.双(5.氨
基.3.硝基.1H.1,2,4-三唑.1.
在装有温度计、电动搅拌器的三口瓶中加入
60 g(O.96 mo1)80%水合肼和110 mL无水乙醇,
冰水浴冷却后搅拌下缓慢滴加
188.2 mL 37%浓
盐酸,常温下继续反应2 h。浓缩反应液得到二盐
基).1
,2,4,5.四嗪等耐热炸药 3j。
Frankel等 4 J报道了以Ba[NC(CN)2]
2和
NH NH ・H2O进行反应合成DAT,收率为81.3%。
该合成方法存在着原
料不易获得、价格昂贵的缺
点;John等E5]报道了二氰二胺和一盐酸肼为原料,
酸肼
白色固体98.8 g,收率98%。in.P.198~
200℃,纯度为99%(液相色谱)。
1.2.2 3,5.二氨基.1,2,4.三唑的合成
在装有温度计和电动搅拌器的三口瓶
中加入
10 g(O.118 mo1)二氰二胺,13.8 g(O.130 mo1)二盐 酸肼和30 mL水,开动搅拌,升温至48~50℃反
在醇中加热合成DAT。该法原料易得,
反应条件
温和,但反应收率较低。为了克服上述缺点,本文
参照文献[5]的合成方法,用
二氰二胺和二盐酸肼
在水中按下列合成路线进行反应得到白色固体
DAT,收率为89%,
精制后纯度达到99%以上。采
用元素分析、红外光谱、核磁共振光谱、质谱等对
DAT进
行了结构表征。该合成方法操作简单、收
率较高,后处理容易,具有工业化应用前景。
NH
2NH2‘H2O+HC1一
N
H
¨
+2 2‘—
NH CNHC
N+NH:NH .2HC1
2
应2 h。反应完毕,加入氢氧化钠调节pH至10.5
左右,同时产生大量的氨气。浓缩除去水,加入甲
醇分批提取固体 合并提取液,浓缩得到白
色固
体10.3 g,收率89%。用异丙醇精制后,in.P.
208~210℃,纯度
为99%(液相色谱)。FT.IR光
谱(KBr压片), ,cm一:3 400,3 312,3
118( NH‘);
NH2NH2‘2HC1
一
H2N
‘
—
_HcJ+NH4cl
“州 u
NH2
3 236( NH);
1 626( NH)。元素分析,c2N5 H5,实测
值(计算值),%:C 24.36(24
.24);N 68.08
(70.70);H 5.01(5.05)。 HNMR(DMSO-d
6), :
10.69(s,1H,NH);5.10(s,4H,NH2)。”CNMR
(DMSO.d6), :158.76。MS,m/z:99(M )。
H H
H2N\
/N\
_Hcl+NaOH
,
H2N
N—
NH2
DAT
N—
NH2
1实验部分
1.1 主要仪器与试剂
收稿日期:2007.02.02
基金项目:“十一五”兵器预研支撑基金项目(404060203
02)。
德国Bruker 60SXR型傅里叶变换红外光谱
仪;美国PE.2400型
元素分析仪;日本岛津Gc-
作者简介:王伯周(1967.),男,陕西横山人,博士生,高级工
程师,从事有机合成研究。
564 化学试剂 2007年9月
2
结果与讨论
并胍唑产生,使产物杂质增加,影响反应收率[ ;
二盐酸肼过量,可以抑制上
述副反应发生,但是二
盐酸肼过量显著时,后处理发生困难。二氰二胺
2.1 缩合环化反
应机理探讨
肼盐和二氰二胺发生亲核加成,然后进行脱
氨、环合、重排反应。
H
H
2
N~
。
l
\
H
NH--c
LN
H
:加成
N N
\
H
~一、、
_ N C H 一
盒.
H:N
NH .
H
N号
丢/
:
NH
H H
2.2 DAT合成研究
2.2.1 反
应温度的选择
以水作为反应介质,盐酸肼和二氰二胺为原
料合成3,5一二氨基.1,2,
4-三唑的反应很容易进
行。反应过程会产生大量的反应热,因此一旦加
热引发反应,自身
产生的热量很容易使体系温度
升高。当温度控制在80—100℃时,反应在几分
钟内即可
完成;当温度控制在40℃时,需要延长
到4 h左右反应才能完全_6j。反应温度过高会导 致盐酸肼分解,降低反应收率;反应温度低,使反
应时间延长。综合考虑,适宜反应温度为48~
50℃。
2.2.2 反应时间的选择
反应时间对DAT收率和外观有一定的影响。 反应温度为48~50℃,不同反应时间对产物外
观、收率与熔点的影响见表1。
表1
反应时间对产物的影响
Tab.1 The effect of reaction time
on yield
从上表可以看出,反应时间为1.5 h时,得到
的固体熔点偏低,收率
也较低;反应时间为2 h
时,产物熔点较高、收率也较高;反应时间延长至
3 h时,产
品颜色发黄,收率降低。因此,最佳反应
时间为2 h。
2.2.3 反应料比的选择 <
br>表2 反应料比对产物的影响
Tab・2 The effect of the ratio
of initial substance on yield
注:料比为n(Z氰二胺):n(
二盐酸胼)。
反应料比是影响反应收率的关键因素。在相
同的反应条件下,二氰二胺过量时
,有副产物胍唑
与二盐酸肼不同料比对反应的影响见表2。
从上表中可以看出:二氰二胺与
二盐酸肼最
佳料比为1:1.1。
2.2.4 pH条件的选择
pH对反应有着
重要的影响,碱性过高和碱性
过低都对反应不利。体系不同pH对反应的影响
见表3。 <
br>表3 pH对反应的影响
Tab.3 The effect of pH on yield
产品颜色 白色固体白色固体白色固体黄色油状黄色油状
收率/% 82 86 88 一
一
m.P./℃ 140—170 196—198 196—198 一 一
从表3可
以看出,pH<10时,产物熔点偏低,
170℃时开始分解,pH>11.5时,产物的颜色有点
发红,有时为黄色油状粘稠的液体;pH高达13
时,油状物颜色加深,不能固化,向油状物
中加入
少量甲醇,有小量白色固体析出。多次实验表明,
pH控制在10.4—10.8之
间时,所得产物的外观
和收率最好。
参考文献:
[1 J HISKEY M,
GOLDMAN N,STINE J.High-nitrogen energetic
mate
rials deriver form azotetrazolate[J].J.Energ.Mater
.,
1998,16(2):ll9一l27.
[2]王锡杰,贾思媛,王伯周,等.5一
氨基一3.硝基一l,2,4一三唑
(ANTA)的合成工艺改进[J].含能材料,2006,14
(6):
439—440.
【3 J YLEE K,STORM C B.An imp
roved synthesis of 5一amino-3一
nitor一1H一1,2,4・t
riazole(ANTA),a useful intermediate for the
pr
eparation of insensitive high explosives[J].J.Ener
g.
Mater.,1999,9:411—428.
[4]FRANKEL M B,B
URNS E A,BuTLER J C,et a1.Deriva—
rives of dic
yanamide【J].J.Org.Chem.,1963,28(9):
2 428.2 43
1.
15 JJOHN J,STAMFORD R.KAISER D W.Preparatio
n of guana—
zole:US,2 648 671[P].1995.08一l1. <
br>Synthesis and characterization of 3,5-diamino.1
,2
,
4-triazole
WANG Bo—zhou ,JIA Si-yua
n,WANG Xi-jie,ZHANG ttai-hao,
LIU Qian(xi an M
odem Chemistry Research Institute.Xi an
710065
,China),Huaxue Shiji,2007,29(9),563~565
Abstra
ct:Hydrazine dihydrochloride was obtained from the
reac一
第29卷第9期
tion of 80%
王伯周等:
3,5-二氨基一1,2,4-三唑的合成与表征 565
hydrazine hydrate w
ith 37%hydrochloric acid.3.5一
mental analysis.
The reaction conditions were optimized,and the
optimal reaction conditions speciied a rfeaction
temperature of
48~50 oC,a reaction time of 2 h
.a ratio between cyanoguani—
Diamino-1,2,4一tri
azole(DAT)was synthesized by condensation
of h
ydrazine dihydrochloride with cyanoguanidine fonow
ed by cy—
clization with the product yield rea
ching 89%.The purity of re—
ined productf was
over 99%
210
and its melting point was 208~
dine:hydrazine(mo1):1:1.1,and a pH value of 1
0.4~10.8.
Key words:organic chemistry;3,5-diam
ino一1,2,4-triazole;
DAT;synthesis .Its structu
re was characterized by IR.NMR.MS and ele—
(上接
第531页)
Progress in the research of fluorescent
rare earth polymer
materials ZHOU Xin—mu ,CHE
N Hui—qin,TAN Hong-yu
summarized in this paper
.The preparation and application of rare
earth
complexes and co—polymers were discussed,the late
st
progress in the research on fluorescent pol
ymers containing rare
earth elements were revi
ewed,and the prospects for application of
the
fluorescent materials containing rare earth polyme
rs were also
mentioned.
(Department of Che
mistry,Nanchang University,Nanchang
330031,Chi
na),Huaxue Sh i,2007,29(9),527~531;565
Abstrac
t:Previous studies over the last 10 years on the f
luores—
cent polymers containing rare earth me
tals were analyzed and
Key words:rare earth;po
lymer;fluorescent materials
(上接第558页)
Chin
a;2.Taizhou Institute of Science&Technology,Nanjin
g Uni—
versity of Science and Technology,Taizh
ou 225300,China),
Huaxue Shiji,2007,29(9),557~
558;565
Abstract:3一Methylaminopiperidine,an in
termediate for the man—
ufacture of Balofloxac
in,was synthesized from nicotinic amide in
fou
r steps.The Hofmann reaction of nicotinic amide ga
ve 3一
aminopyridine in 85%yield.Treatment of 3
-aminopyridine with
idirne in 95%yield.3-Methy
laminopyridine was then prepared in
95%yield v
ia the reduction of 3-formamidopyridiBe with
L
iA1H4.The final product 3-methylaminopiperidine di
hydrochlo—
ide was trhen obtained in 92%yield
by further reduction of 3一
methylaminopyridine
with Na in ethyl alcoho1.The structures of
he
ftinal product and the intermediates were charact
erized by
HNMR.Purity of the final product was
analyzed by HPLC.
Key words:Balofloxacin;nico
tinic amide;3-aminopyridine;3一
methylaminopyri
dine;3一methylaminopierpidine;formylation AFA at ro
om temperature led to the formation of 3-formamido
py—
(上接第560页)
[9]HEILBRON J.Dictionanary o
f organic compounds[M].5th
Edition.New York:Ch
apman and Hall,1982:1 491.
trahydrofolate coen
zymes,n—pentanal was synthesized successfully
by using benzoimidazolium salt as the tetrahydrofo
late coenzyme
model at the formic acid oxidati
on level and the Grignard reagent
as a nucleop
hile to which one carbon unit was transferred.Here
—
A novel method for biomimefie synthesis of n
-pentanal LI
with the novel method for the pre
paration of n—pentanal was pro—
posed.The cond
ition for the synthesis of n—pentanal was studied
and its reaction mechanism was discussed.
Key words:tetrahydrofolate coenzyme;benzoimidazole
methio—
dide salt;Grignard reagent;biomimetic
synthesis
Jian-li,XU Zhen-hua,GUO Yuan,HAN e,
SHI Zhen (De—
partment of Chemisty,Norrthwest
University,Xi an 710069,Chi—
na),Huaxue Shiji,
2007,29(9),559~560;565
Abstract:Based on the o
ne—carbon unit transfer reaction of te—
(上接第56
2页)
Synthesis of口,口 diaminoadipic acid N,N,N ,
N'-tetra
Gabriel addition,hydrolysis and the M
annich reaction.The stuc—r
tures of the produc
t and intermediates were characterized by MS,
HNMR,”CNMR.IR and elementa1 analysis
The resuit
s indicat—
.
(methylene phosphonic acid)YUA
N Bin ,LV Song,LIU
qian-jun,NIU Yah(Faculty of
Environmental Science&Engi—
neering,Guangdong
University of Technology,Guangzhou
ed that th
e overall yield of the target compound was 30.6%.T
he
basis was established for the development o
f a new phosphono—
carboxylic acid compound us
ed as a water treatment chemica1.
510090,China
),Huaxue ShUi,2007,29(9),561—562;565
Abstract:
口,a 一Diaminoadipic acid—tetra(methylene phosphonic
acid)was synthesized from diethyl口,口 一dibromo
adipate via the
Key words:diethyl口,口 一diphthal
imidoadipate;口,口 一di—
aminoadipic acid;口,口 一di
aminoadipic acid—tetra(methylene
phosphonic ac
id);synthesis