一种制备3，3′‐联吡唑规模化合成的方法

本发明涉及一种制备3，3′-联吡唑规模化合成的方法，属于有机含能材料。

背景技术：

1、含能材料在军事和民用领域都有着举足轻重的作用，例如航天推进剂、采矿和烟火行业。联吡唑骨架在含能材料中是一种常见结构，它的氮含量明显高于碳氢含量，且包含了较多高焓化学键，存在共轭平面结构，有利于提高含能材料的爆热和单元比冲，并使其拥有良好的热稳定性和较低的机械感，目前基于联吡唑骨架已经发展出了大量性能优异的含能材料。在联吡唑化合物中，研究最多，应用范围最广的是3，3′-联吡唑，但是这种化合物的合成路径冗长，反应中间体不稳定，并且需要使用到非常危险的高浓度水合肼，存在着安全性差，效率低，产率不稳定，反应条件苛刻以及难以规模化生产等问题。因此，寻找绿色，安全，高效并可规模化的合成方法来提高3，3′-联吡唑的合成效率，从而推动联吡唑骨架相关含能材料的生产效率，以扩大联吡唑含能材料的生产以及工业化应用潜力就显得迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种效率高，步骤短，安全性高，可大规模应用的一种制备3′-联吡唑的合成制备方法。

2、实现本发明目的的技术方案是通过删除碳原子，用稳定的嘧啶环衍生物替代不稳定的四羰基衍生物，仅用两步制备即可得到产率稳定的3，3′-联吡唑化合物，其晶体结构式为：

3、

4、其两步制备具体包括以下步骤：

5、1)在化合物1中加入烯基化试剂制备化合物2，反应过程为

6、

7、2)将化合物2与水合肼，三氟甲磺酸酐共同反应制备得到目标产物3，3′-联吡唑，反应过程为

8、

9、进一步的，步骤1)中，所述烯基化试剂是n,n-二甲基甲酰胺二甲基缩醛。

10、进一步的，步骤1)中，反应所需溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

11、进一步的，步骤1)中，化合物1为4-嘧啶乙酮。

12、进一步的，步骤2)中，所述的水合肼可以是80wt％水合肼、85wt％水合肼中的任意一种。

13、进一步的，步骤2)中，反应所需溶剂为甲苯、氯苯中的任意一种。

14、进一步的，步骤2)中，化合物2，三氟甲磺酸酐，水合肼的摩尔比是1：1.5：4。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明利用嘧啶环衍生物的稳定性，删除碳原子，替代不稳定的四羰基衍生物，合成方法仅用两步。相比较于传统方法，本发明的合成路线无需苛刻的反应条件与危险性化学品，在提高了操作安全性的同时，每一步的操作都较为简单可靠，并且能够以较高的总产率与较大的生产规模得到目标产物3，3′-联吡唑，为未来工业化生产提供了坚实基础。

技术特征：

1.一种制备3，3′-联吡唑规模化合成的方法，其特征在于，通过删除碳原子，用稳定的嘧啶环衍生物替代不稳定的四羰基衍生物，仅用两步制备即可得到产率稳定的3，3′-联吡唑化合物，所述3，3′-联吡唑化合物的晶体结构式为：

2.如权利要求1所述的一种制备3，3′-联吡唑规模化合成的方法，其特征在于，步骤1)中，所述烯基化试剂是n,n-二甲基甲酰胺二甲基缩醛。

3.如权利要求1所述的一种制备3，3′-联吡唑规模化合成的方法，其特征在于，步骤1)中，反应所需溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

4.如权利要求1所述的一种制备3，3′-联吡唑规模化合成的方法，其特征在于，步骤1)中，化合物1为4-嘧啶乙酮。

5.如权利要求1所述的一种制备3，3′-联吡唑规模化合成的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的水合肼可以是80wt％水合肼、85wt％水合肼中的任意一种。

6.如权利要求1所述的一种制备3，3′-联吡唑规模化合成的方法，其特征在于，步骤2)中，反应所需溶剂为甲苯、氯苯中的任意一种。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，化合物2，三氟甲磺酸酐，水合肼的摩尔比是1：1.5：4。

技术总结
本发明公开了一种3，3′‑联吡唑的规模化合成方法，属于含能材料合成领域。本发明以4‑嘧啶乙酮作为原料，通过烯基化，环化，删碳缩合两步反应制备所述材料。该方法具有易操作，可靠性高，产率高，稳定性好，安全性高，可规模化放大生产等优点，能够有效解决现有技术中出现的操作繁杂，产率低，安全性差等问题。

技术研发人员：魏颢,于天洋,郑兆静,崔旭辉
受保护的技术使用者：西北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17