吡唑
[CAS# 288-13-1]

基本信息

• 产品分类: 医药中间体 >> 原料药中间体
• 英文名: Pyrazole
• 别名: 1,2-Diazole; 1H-Pyrazole
• 产品名称: 吡唑
• 分子式: C₃H₄N₂
• 分子量: 68.08
• CAS 登录号: 288-13-1
• EC 号码: 206-017-1
• 分子行输入简码SMILES: C1=CNN=C1

物理化学性质

• 密度: 1.1±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 熔点: 66 - 70 ºC (实验值)
• 沸点: 187.0±9.0 ºC 760 mmHg (计算值)^*, 186 - 188 ºC (实验值)
• 闪点: 87.5±11.7 ºC (计算值)^*
• 折射率: 1.528 (计算值)^*
• 水溶性: 溶解

^* 使用计算软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs).

安全数据

• 危险品标志: GHS05;GHS06;GHS07;GHS08 Danger
• 危害标签: H302-H311-H315-H318-H319-H335-H372-H412
• 防护标签: P260-P261-P262-P264-P264+P265-P270-P271-P273-P280-P301+P317-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P305+P354+P338-P316-P317-P319-P321-P330-P332+P317-P337+P317-P361+P364-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
急性毒性	Acute Tox.	4	H302
对水生环境长期有害	Aquatic Chronic	3	H412
急性毒性	Acute Tox.	3	H311
严重眼损伤	Eye Dam.	1	H318
特定目标器官毒性—重复接触	STOT RE	1	H372
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
眼刺激	Eye Irrit.	2A	H319

发现和应用

吡唑是一种五元杂芳族化合物，其环上由三个碳原子和两个相邻的氮原子组成。其分子式为 C₃H₄N₂，具有平面结构，并具有芳香性，与其他唑类化合物类似。吡唑在1号和2号位置上存在两个氮原子，这与咪唑和吡嗪等其他简单唑类化合物有所区别。其中一个氮原子类似吡咯（带有一个氢原子），而另一个氮原子类似吡啶，为芳香体系贡献一个孤对电子。

吡唑最早于19世纪由德国化学家路德维希^.克诺尔（Ludwig Knorr）在研究异构苯腙及其相关化合物的过程中合成。“吡唑”这一名称的提出是基于其与“吡咯”的结构相似性，以及相关衍生物中存在偶氮（-N=N-）官能团。 Knorr 的开创性工作为 1,2-二唑的化学奠定了基础，并对含氮杂环化合物的研究做出了重大贡献。

吡唑本身是一种无色晶体，熔点约为 70-72 ºC。它在水中溶解度适中，可溶于大多数极性有机溶剂。由于其芳香性和两个氮原子的存在，吡唑既表现出碱性，又表现出弱酸性。吡咯类氮上的 NH 质子呈弱酸性，在碱性条件下可以去质子化，形成吡唑阴离子。

吡唑及其衍生物在制药、农业和材料化学中具有重要意义。吡唑环是多种生物活性分子的核心结构。取代的吡唑已被开发用作镇痛药、抗炎药、解热药和抗糖尿病药物。例如，塞来昔布是一种广泛用于治疗关节炎的选择性COX-2抑制剂，其结构的核心特征是吡唑环。

在农用化学品中，吡唑衍生物已被用作杀菌剂、除草剂和杀虫剂。它们的生物活性通常源于氮原子与金属离子配位或参与与生物靶标形成氢键的能力，从而影响酶功能或受体相互作用。

吡唑的化学性质使其可以在所有环位进行广泛的官能化。由于电子密度分布的原因，亲电取代反应通常发生在4位，而亲核取代反应则可由取代基的性质和环活化来控制。吡唑也可以通过1,3-二羰基化合物与肼的环化反应来合成，该反应称为Knorr吡唑合成。该方法仍然是实验室和工业环境中制备取代吡唑最广泛使用的途径之一。

除了药物和农药，吡唑衍生物也在材料科学领域得到研究。它们能够与过渡金属配位，因此可用作有机金属化学中的配体，并用于配位聚合物和金属有机骨架 (MOF) 的设计。在这些应用中，吡唑配体可以调节金属配合物的性质，包括其氧化还原行为、光物理特性和催化活性。

用于研究吡唑的分析方法包括核磁共振波谱（可识别 NH 和芳香质子的特征化学位移）以及红外光谱（可检测 NH 伸缩振动频率）。质谱和 X 射线晶体学也用于阐明结构和确认取代模式。

总而言之，吡唑是一种基本的含氮杂环化合物，在有机合成、药物开发、农业化学和材料科学领域有着广泛的应用。它的稳定性、芳香性和易于衍生化使其成为现代化学中有价值的支架。

参考文献

2007. Design, Synthesis, and X-ray Structure of Potent Memapsin 2 (β-Secretase) Inhibitors with Isophthalamide Derivatives as the P2-P3-Ligands. Journal of Medicinal Chemistry, 50(7).
DOI: 10.1021/jm061338s

2005. Dipeptidyl peptidase IV inhibitors derived from beta-aminoacylpiperidines bearing a fused thiazole, oxazole, isoxazole, or pyrazole. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 15(9).
DOI: 10.1016/j.bmcl.2005.03.012

2003. Synthesis and muscarinic activities of O-[(Benzyl- or benzoyl-pyrazolyl)propynyl]-oximes of N-methylpiperidinone, 3-tropinone, and 3-quinuclidinone. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 11(9).
DOI: 10.1016/s0968-0896(03)00111-1