三唑是一种由2个碳原子和3个氮原子组成的一个五元
杂环有机化合物,或指含三个氮原子的五元芳香杂环化合物,分子式为C2H3N3。纯品为白色针状晶体,工业品为浅黄色或褐色针状晶体。
吸水性强。是农药、医药中间体,广泛应用于
粉锈宁、
多效唑、
烯效唑、
烯唑醇等农药的合成。
应用领域
含氮杂环化合物有着独特的
生物活性,毒性低,内吸性高,常被用作医药和农药的结构组成单元,在医药和农药合成方面起着重要的作用。其中三唑类化合物作为含氮杂环的重要组成部分,因其独特的结构特征而得到广泛的应用。
在农药方面的应用
在农用化学品中,三唑类化合物己经被开发成为一类引人注目的超高效农药,其中已有几十个商业化的品种。对该类化合物的研究和开发仍很活跃,其研究的内容和主要目标是通过保留三唑环的分子结构而对其他部分进行适当的改造和修饰,以求达到进一步扩大杀菌谱和应用范围,进一步提高其生物活性和减少用药量。
1.杀菌活性
危害动植物而使动植物致病的有害生物主要是真菌、细菌和病毒。对植物而言,植物的主要病害是真菌病害。近30年来,
三唑类杀菌剂以其高效、低毒、广谱而备受青睐。
三唑类化合物的高效杀菌活性引起国际农药界的高度重视,各大公司先后开发出一系列商品化的杀菌剂,如羟菌唑主要用于谷类作物防治矮形诱病、叶诱病、以及壳针孢、镰刀菌等病害;丙环唑主要对担子纲和子囊纲和半知纲中许多真菌有活;粉唑醇主要对
担子菌纲和子囊菌纲的真菌有活性,如白粉病、诱病,对谷物白粉病有特效;酰胺唑具有保护、治疗作用,防治担子菌纲、子囊菌纲、半知菌纲引起的谷、水果、蔬菜和观赏植物的真菌病害;糠菌唑能防治谷类作物、葡萄、水稻、果树和蔬菜上的由担子菌纲、子囊菌纲、半知菌类病原菌引起的病害。
近几年来新研制的
三唑类杀菌剂的结构出现以下几个特点:以多取代的三唑为母核,并对其它结构进行修饰,如以多个卤原子取代甲基上的氢原子;分子中含两个或两个以上手性碳原子;形成稠杂环等多个方法来达到提高活性或专一性的目的。
2 除草活性
1975年Boots公司开发了第一个三唑类早田除草剂三唑磺,可防除一年生本科杂草,但对
阔叶杂草和
多年生杂草防效较差;胺草唑是一种有丝分裂抑制剂,它在植株内不移动,主要通过触杀分生组织而起作用,芽前使用可使阔叶杂草不发芽,芽后使用使植株逐渐停止生长,直至生长点死亡,幼株枯死。
在医药方面的应用
氟康唑含双三唑的异丙醇类化合物,是一种合成抗菌类药物。氟康唑可用于治疗口腔、阴道和泌尿道念珠菌、毛癣菌、表皮癣菌等浅部真菌,以及
新型隐球菌和小抱子菌等深部真菌感染,特别是对
隐球菌脑膜炎疗效显著,被誉为抗真菌感染的最后一道防线。氟康哇还可治疗原虫病和预防骨髓移植病人念球菌感染。该药抗真菌谱广,肝毒性小,具有口服吸收好、生物利用度高、组织分布广等良好的
药代动力学特性,在临床上治疗效果显著,得到广泛应用。迄今已在全球多个国家上市,一直稳居抗真菌药市场领先地位,并被
世界卫生组织WHO指定为治疗全身性真菌感染的首选药物。
在材料方面的应用
苯并三唑类
紫外线吸收剂和受阻胺类
自由基捕获剂是聚合物常用的两种类型
光稳定剂, 可以单独使用也可复配使用,复配后由于具有协同作用而使应用效果更佳,从分子设计和原子经济角度出发,设计在同一分子内同时含有苯并三唑和受阻胺结构,使化合物具有紫外线吸收和自由基捕获两种功能的研究更具有发展潜力。
2.减阻特性
天然气管输减阻剂已成为天然气输送领域研究的新热点。李峰、邢文国、张金岭等根据天然气减阻剂的减阻机理,合成了巯基三唑化合物,经复配得到一种新型天然气减阻剂。该减阻剂中,巯基三唑化合物分子中含有 N、S、O 等电负性较大的原子, 能够吸附在输气管道内表面上并形成一层光滑的弹性分子薄膜,其他复配物中含有 N、O 等电负性较大的原子,也有很好的协同吸附作用。在天然气减阻剂室内评价系统上对复配天然气减阻剂进行了减阻率测试,通过
扫描电子显微镜观察到了减阻剂在钢铁表面上生成薄膜的形态,检验了减阻剂的成膜性能。
3.缓蚀特性
缓蚀剂的协同效应是缓蚀过程中一个广泛存在的现象。研究缓蚀剂的协同效应, 对于充分发挥各种缓蚀组分的作用,降低缓蚀剂使用和处理成本,开发不同环境条件下的新型复合缓蚀剂配方具有重要的意义。
制备方法
原理
1,2,4-三唑环中有两个相邻的氮原子,在合成上可以由NH2NH2来提供,通过和其他带有活性基团的化合物如甲酰胺缩合而成。甲酰胺法是工业上生产1,2,4-三唑常有的方法。另一类方法是通过1mol的甲酰胺和1mol甲酰胺环和而成。但用这种方法,甲酰肼尚有需要由甲酸甲酯肼来制备,路线较长,成本较前类方法为高。用肼的衍生物(如酰肼)代替肼,可用类似的方法合成取代的三唑化合物。
步骤
1、1,2,4_三唑制备
将86g(1.9mol)甲酰胺和5.22g(0.1mol)甲酸加入四颈瓶,加热至180℃,保持温度170-185℃边搅拌边滴入63g(1.0mol)85%的水合肼(当温度低于170℃时,改滴加装置为蒸馏装置,蒸出反应生成的低沸点物质水),滴加时间约为1.5h。加完后,在180℃下继续搅拌反应30min。将反应物冷却至130-140℃出料,将反应物用冰水混合物冷却静置,有大量晶体生成。
2、乙醇重结晶
量取
无水乙醇1ml加入磨口三角瓶中,加入粗产品,震荡、摇匀。用水浴加热,如没有溶解完全补加少量乙醇,直至完全溶解。置于冰水混合物中冷却静置,抽滤。得重结晶产物。