高能量密度材料3,3′-偶氮-1,2,4,5-四嗪衍生物的分子设计

运用密度泛函理论(DFT)方法,计算系列3,3′-偶氮-1,2,4,5-四嗪衍生物的生成热.结果显示:—N3取代基在增加3,3′-偶氮-1,2,4,5-四嗪衍生物的生成热方面起了非常重要的作用.通过分析标题化合物的最弱键离解能发现:—NH2或—N3取代基非常有利于增加衍生物的热稳定性.计算的爆速(D)和爆压(p)数值表明:—NO2或—NF2取代基有利于提高3,3′-偶氮-1,2,4,5-四嗪衍生物的爆轰性能.综合爆轰性能和热稳定性的计算结果,3种3,3′-偶氮-1,2,4,5-四嗪衍生物可以作为潜在的品优高能量密度材料(HEDM)候选物.     

1,4-双(6-苯基-1,2,4,5-四嗪-3-基)苯的合成

以对苯二甲醛为原料,经过单肼化、腙化、氯化和环合氧化四步反应首次合成1,4-双(6-苯基-1,2,4,5-四嗪-3-基)苯,其结构经1H NMR,IR,MS和元素分析表征。     

N,N′-二-(3,5-二甲基苯基)-3,6-二甲基-1,4-二氢-1,2,4,5-四嗪-1,4-二甲酰胺的合成

1,2,4,5-四嗪衍生物具有抗肿瘤,杀菌,杀虫等活性,我们曾合成了具有抗肿瘤活性的N,N′-二苯基-3,6-二甲基-1,4-二氢-1,2,4,5-四嗪-1,4-二甲酰胺(3a)[1,2,3],合成路线见图1.研究它们的抗肿瘤活性时发现该化合物的苯环间位若以N,N-二甲基取代,对小鼠白血病细胞(P-388)和人肺腺癌细胞(A-549)有很强的抗肿瘤活性.     

3,6-双(1H-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪的合成、表征及量子化学研究

以三氨基胍硝酸盐、戊二酮为起始原料, 经缩合、氧化、取代等反应合成了3,6-双(1H-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪(BTATz), 并通过元素分析、红外、核磁、差示扫描量热法(DSC)等分析手段对其进行了表征. 采用亚硝酸钠/乙酸代替了二氧化氮/N-甲基吡咯烷酮, 改进了氧化步骤, 降低了成本, 简化了合成工艺. 用B3LYP方法, 在6-31G(d,p)基组水平上对其性能进行了计算, 得到了其稳定的几何构型和键级; 在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱及不同温度下的热力学性质, 并得到了温度对热力学性能影响的关系式; 探讨了其热解机理, 推断出四唑环开环时的过渡态和活化能.     

3,5-二(2-吡嗪基)-4-氨基-1,2,4-三唑的水热合成及晶体结构

1,2,4-三唑及其衍生物作为配体与中过渡金属离子能形成多种配合物,这些配合物可表现出良好的生物活性或特殊的电磁性能.因此,过渡金属的三唑配合物的结构和物理特性引起了人们的广泛关注[1-6].     

3,3’-偶氮双(6-氨基-1,2,4,5-四嗪)新法合成、表征与量子化学研究

自行设计了3,3’-偶氮双(6-氨基-1,2,4,5-四嗪)(DAAT)新合成路线、采用3,5-双(3,5-二甲基吡唑-1-基)-1,2,4,5-四嗪(BDT)为原料, 由文献报道的4步反应缩减为2步, 经高压氨解、高锰酸钾氧化合成了DAAT, 总收率大幅提高, 达到58.1%, 并采用元素分析、红外光谱、核磁共振光谱等进行了结构表征. 为了从分子水平探索DAAT的性能, 采用B3LYP法, 在6-31G(d,p)基组水平上对DAAT的结构进行了优化, 计算了其性能, 获得稳定的几何构型、分子轨道及键级; 在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱及不同温度下的热力学性质, 并得温度对热力学性能影响的关系式. 结果表明: DAAT分子结构中偶氮基两侧的四嗪环和氨基基本在同一个平面上, 形成一个大的共轭π键; 红外谱计算频率和强度与实验结果整体吻合较好; 热能( )、热容( )和熵( )均随温度的升高而增大.     

1-芳基亚甲基-2-(6-(3,5-二甲基-1H-吡唑-1-基)-1,2,4,5-四嗪-3-基)肼的合成及抗菌活性

以水合肼和硝酸胍为原料,经过环合、氧化和肼化,得到3-(3,5-二甲基-1H-吡唑-1-基)-6-肼基-1,2,4,5-四嗪(4),以此为原料和不同芳香醛发生腙化反应,得到系列1-芳基亚甲基-2-(6-(3,5-二甲基-1H-吡唑-1-基)-1,2,4,5-四嗪-3-基)肼(5),产物经元素分析、1H NMR、IR和MS表征。所合成的系列化合物抗菌活性测试表明,它们对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等3种细菌表现出一定程度的抑制活性。     

1-[6-(3,5-二甲基-1H-吡唑-1-基)-1,2,4,5-四嗪-3-基]酰肼及其衍生物的合成与表征

以水合肼和硝酸胍为原料,经肼化、环化、氧化和肼化四步反应合成了1-[6-(3,5-二甲基-1H吡唑-1-基)-1,2,4,5-四嗪-3-基]酰肼(4);4与酰氯或磺酰氯反应合成了一系列新型的1-[6-(3,5-二甲基-1H-吡唑-1-基)-1,2,4,5-四嗪-3基]酰肼衍生物(6a～6j),其结构经1H NMR,IR...     

3,6-双(1氢-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪的合成与表征

研究了低感度高氮化合物3,6-双(1氢-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪的合成,其结构经元素分析,IR,^1H NMR和^13C NMR表征。     

3-硝基胍-6-(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪的晶体结构及热行为

合成了3-硝基胍-6-(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪(NDT),在二甲基甲酰胺(DMF)中培养出NDT的单晶(NDT·DMF),该晶体属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数为a=0.7070(4) nm,b=0.8468(6) nm,c=1.4123(9) nm,α=73.281(8)°,β=80.423(11)°,γ=81.740(9)°,Z=2。 利用DSC和TG-DTG研究了NDT的热分解行为,其放热过程的表观活化能和指前因子分别为288.245 kJ/mol和10^29.04 s^-1。 对NDT的热安全性进行了研究,获得NDT的自加速分解温度T_SADT为212.19 ℃,热点火温度T_be为213.52 ℃,热爆炸临界温度T_bp为214.95 ℃,绝热至爆时间范围在5.43~6.26 s。     

Synthesis,Crystal Structure and Antitumor Activity of 4-(tert-butyl)-5-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)-N-(2-hydroxy-3,5-diiodinebenzyl)-thiazol-2-amine

The title compound, 4-(tert-butyl)-5-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)-N-(2-hydroxy-3,5-diiodinebenzyl)thiazol-2-amine, was synthesized via the reduction of 4-(tert-butyl)-5-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)-N-benzylidene-thiazol-2-amine with Na BH4, and its crystal structure was determined by single-crystal X-ray diffraction. The compound crystallizes in monoclinic system, space group P21/c with a = 7.91944(19), b = 10.5250(3), c = 24.4985(6) , Z = 4, V = 2041.66(9) 3, Mr = 599.22, Dc = 1.949 Mg/m3, S = 1.120, μ = 3.203 mm-1, F(000) = 1152, the final R = 0.0283 and wR = 0.0592 for 3490 observed reflections(Ⅰ 2σ(Ⅰ)). X-ray analysis displays that the crystal water takes part in three intermolecular hydrogen bonds of O(2)–H(2A)···O(1), O(2)–H(2B)···N(1) and N(5)–H(5)···O(2), and an octatomic ring is formed via intramolecular hydrogen bond of O(1)–H(1A)···N(4). Furthermore, the Ⅰ···Ⅰ contacts are involved in stabilizing the overall three-dimensional network structure. The preliminary biological test shows the title compound has good antitumor activity with the IC50 value of 26 μM against the Hela cell line.