[发明专利]5-(1'-甲基)肼基四唑及其金属盐衍生物

说明书

技术领域

本发明涉及一类新型的四唑化合物及其金属盐衍生物，特别是涉及一类新型的5-(1'-甲基)肼基四唑以及基于这种四唑的金属盐衍生物，并涉及这些化合物的制备方法，属于新型化学材料及其制备技术领域。

背景技术

四唑化合物是由四个氮原子和一个碳原子构成的五元富氮杂环化合物，一般通过在碳原子上连接的官能团的不同来改变四唑化合物的结构。四唑化合物由于其具有的高氮含量、高配位数、易于调控设计的结构和相对的稳定性在近年来逐渐受到人们关注，已经被用于制备吸附剂、催化剂、药物中间体、光学材料、磁学材料和含能材料等多种性能各异、品种繁多的新型材料。但是四唑化合物由于可以调控的结构仅限于5-位的碳原子，一般在其他四个氮原子上不易连接其它官能基团，因此四唑化合物的合成方法比较有限。自从2000年左右，美国Scripps研究所的Sharpless等人推动的点击反应（Click Reaction）研究引起重视以来，大多数四唑化合物都是通过这种方法利用铜或其它金属催化剂来制备。富氮四唑化合物如1,5-二氨基四唑、5,5'-偶氮联四唑，因为氮含量较高而不易合成，并且结构不太稳定，会给操作造成一定危险。新型四唑化合物的合成研究通常都会推动一些新型材料的发现，如文献（J. Mater. Chem., 2009, 19, 5850）所述，利用无金属组分参与的反应对于合成新颖的稳定的含能富氮四唑化合物提供可能。有关本发明所涉及的5-(1'-甲基)肼基四唑以及基于这种四唑的金属盐衍生物至今尚未有报导，这类四唑化合物的制备方法也是本发明首次提及。

发明内容

本发明的目的是提供一类新型的四唑化合物及其金属盐衍生物。

本发明提供的5-(1'-甲基)肼基四唑，其结构式为：[CH₃N(NH₂)CN₄H]

本发明提供的基于5-(1'-甲基)肼基四唑的金属盐衍生化合物，其结构式为：Mⁿ⁺[CH₃N(NH₂)CN₄]^-_n，其中阴离子部分为[CH₃N(NH₂)CN₄]^-一价阴离子，阳离子部分为Mⁿ⁺金属阳离子，n = 1-3。

其中，Mⁿ⁺金属阳离子为一价、二价、三价的金属阳离子，可选自锂、钠、钾、银、钙、钡、锰、亚铁、钴、镍、铜、锌、镉、铁、镧等金属阳离子。

本发明另外一个目的是提供制备5-(1'-甲基)肼基四唑以及基于这种四唑的金属盐衍生物的制备方法。

其中制备5-(1'-甲基)肼基四唑是将卤化氰、叠氮化钠与甲基肼在溶剂中反应，即得到所述的5-(1'-甲基)肼基四唑。包括如下步骤：

（1）  将卤化氰与叠氮化钠在溶剂中反应。

（2）  将经由（1）所得的混合液/滤液与甲基肼在溶剂中反应，即得产物5-(1'-甲基)肼基四唑。

上述制备方法中所述的卤化氰中卤素为氯、溴、碘，其中优选溴。

上述制备方法中所述的溶剂为水或乙腈。

制备基于5-(1'-甲基)肼基四唑的金属盐衍生的制备方法，是将5-(1'-甲基)肼基四唑/5-(1'-甲基)肼基四唑钠盐与金属氢氧化物/金属硫酸盐/金属硝酸盐在溶剂中反应，即得产物5-(1'-甲基)肼基四唑的金属盐。包括如下步骤：

（1）  将5-(1'-甲基)肼基四唑/5-(1'-甲基)肼基四唑钠盐与金属氢氧化物/金属硫酸盐/金属硝酸盐在溶剂中反应。

（2）  反应后直接过滤或将溶剂蒸干，即得产物5-(1'-甲基)肼基四唑的金属盐。