[发明专利]一种含氮芳杂环硝基化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含氮芳杂环硝基化合物及其制备方法和应用；所述含氮芳杂环硝基化合物具有式(III)所示的结构；其中，X、Y、Z独立的选自C或N，且X、Y、Z中至少有两个为C；R0选自NO₂、NH₂或与现有技术相比，本发明提供的含氮芳杂环硝基化合物能够用于合成含氮芳杂环二胺，使整体合成路线简单、处理方便、底物适用范围广且收率较高，适用于大规模工业生产。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地说，是涉及一种含氮芳杂环硝基化合物及其制备方法和应用。

背景技术

芳香类硝基化合物是一类重要的有机合成中间体，可广泛应用于染料、医药、炸药、高分子材料等领域的重要化工原料及试剂。尤其是含氮芳杂环硝基化合物在高分子材料领域具有极其重要的应用。具体来说，以含氮芳杂环硝基化合物为原料，还原为芳杂环二胺并作为聚合单体，制备的聚酰胺及聚酰亚胺材料通常表现出更好地耐高低温性能、耐化学性、极佳的力学性能以及粘结性能，优于传统的聚酰胺、聚酰亚胺及其他高分子材料，并广泛应用于微电子制造、功能防护及航空航天等核心领域。因此，含氮芳杂环硝基化合物以及二胺化合物作为重要的化学中间体，其合成研究受到广泛关注。

但是，现有技术中合成含氮芳杂环硝基化合物的方法普遍存在合成路线冗长、操作复杂，底物适用范围受限的缺点，同时合成杂环类型有限且单一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含氮芳杂环硝基化合物及其制备方法和应用，本发明提供的含氮芳杂环硝基化合物能够用于合成含氮芳杂环二胺，使整体合成路线简单、处理方便、底物适用范围广且收率较高，适用于大规模工业生产。

本发明提供了一种含氮芳杂环硝基化合物，具有式(III)所示的结构：

式(III)中，X、Y、Z独立的选自C或N，且X、Y、Z中至少有两个为C；R0选自NO₂、NH₂或

优选的，具体包括以下结构：

本发明还提供了一种上述技术方案所述的含氮芳杂环硝基化合物的制备方法，包括以下步骤：

a)在惰性气氛下，将式(I)所示结构的化合物、式(II)所示结构的化合物、金属催化剂、碱金属化合物和溶剂混合，进行反应，得到含氮芳杂环硝基化合物；

式(I)中，R1选自H、C1～C18的脂肪烃或C1～C18的芳香烃；

式(II)中，X、Y、Z独立的选自C或N，且X、Y、Z中至少有两个为C；R2选自Cl、Br、I、OH、OAc、OMs或OTf；R3选自Cl、Br、I、OH、OAc、OMs、OTf、NH₂或NO₂。

优选的，步骤a)中所述金属催化剂选自金属镍催化剂、金属铜催化剂、金属钴催化剂和金属钯化合物中的一种或多种。

优选的，步骤a)中所述碱金属化合物选自Cs₂CO₃、K₂CO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃、Li₂CO₃、K₃PO₄和CsF中的一种或多种。

优选的，步骤a)中所述溶剂选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙醇、四氢呋喃、二氧六环、甲苯、苯和水中的一种或多种。