取代硝基吡啶的合成始于20世纪90年代。这类含能化合物因其良好的安定性和强烈的爆炸性,可用于军用、民用火工品和爆破器材的起爆药、起爆装药及含能催化剂等方面。
制备以2,6-二氯吡啶为起始物料经硝基化及重氮化水解制备5-氯-2-羟基-3-硝基吡啶。其合成反应式如下图:
在室温下,将80 mL浓硫酸加入到150 mL三口烧瓶中,并进行磁力搅拌。待完全溶解后,缓慢加入7.4 g(0.05 mol)的2,6-二氯吡啶,随后慢慢滴加10.1 g(0.1 mol)硝酸钾。继续搅拌30分钟,在此基础上升温至120 ℃并保温反应10小时。反应完毕后,将混合物冷却至室温,缓慢倒入碎冰中,立刻析出大量白色固体。经过冷水洗涤、抽滤及干燥处理,最终得到7.75 g(80.2%收率)的白色固体2,6-二氯-3-硝基吡啶。
2,6-二氯-3-硝基吡啶溶解或分散于稀盐酸溶液中,并将其冷却至约-5度左右。配制高浓度的亚硝酸钠溶液,同样降温至-5度以下。然后,缓慢将该溶液滴加到前一溶液中。滴加过程中应注意不要连续进行,每次滴入少量后使用淀粉碘化钾试纸检验溶液的氧化性(实际上是检测亚硝酸含量)。当试纸呈现紫黑色时表示亚硝酸过量过多,应暂停滴加;直至试纸显示浅蓝灰色(表明亚硝酸几乎消耗完毕),方可继续滴加。整个过程需要耐心操作,不可操之过急,并避免光照以防止重氮盐分解。直到所有亚硝酸钠完全滴完,溶液应变得澄清透明。
反应结束后,加入氢氧化钠等碱性物质,并缓慢升温(以防反应剧烈)。此时,重氮盐会分解放出氮气并与氢氧根离子结合生成5-氯-2-羟基-3-硝基吡啶。
中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
---|---|---|---|---|
2-氨基-5-氯-3-硝基吡啶 | 2-amino-5-chloro-3-nitropyridine | 5409-39-2 | C5H4ClN3O2 | 173.559 |
中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
---|---|---|---|---|
2-羟基-3-氨基-5-氯吡啶 | 3-amino-5-chloropyridin-2(1H)-one | 98027-36-2 | C5H5ClN2O | 144.56 |
2,5-二氯-3-硝基吡啶 | 2,5-dichloro-3-nitropyridine | 21427-62-3 | C5H2Cl2N2O2 | 192.989 |
5-氯-2-溴-3-硝基吡啶 | 2-bromo-5-chloro-3-nitropyridine | 75806-86-9 | C5H2BrClN2O2 | 237.44 |
—— | 5-chloro-1-(4-methoxy-benzyl)-3-nitro-1H-pyridin-2-one | 1441762-33-9 | C13H11ClN2O4 | 294.694 |