[發明專利]4,4’-雙[3,3’-(1-氫-5-四唑)]呋咱含能離子鹽及其制備方法

在審

• 申請號: 201210190977.5
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN103483330A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 周智明;梁麗軒;卞成明;黃海豐;王凱;宋靳紅;凌黎明
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C07D413/14
• 分類號: C07D413/14;C07C279/02;C07C277/00;C07C281/16;C07C279/24;C07C277/08;C07C281/06;C06B43/00
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技術領域

本發明涉及4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱含能離子鹽及其制備方法，屬于含能材料技術領域。?

背景技術

具有改善的高溫性能的炸藥通常被稱為“耐熱性”或“熱穩定”炸藥。這類炸藥是熱安定性較高的炸藥，同時具有適當的撞擊感度和較高的能量，被廣泛應用于石油井鉆探和宇宙航空中。通過分析一些傳統的熱穩定良好的炸藥可以發現，向炸藥分子中引入雜環是提高熱穩定的有效方法。同時，通過形成含能鹽的方式可以進一步提高炸藥的熱穩定性，降低感度。?

近年來含能離子鹽已成為含能材料研究領域的熱點，與其分子類似物相比它們具有蒸汽壓低、密度高、熱穩定性好等優點。此外，含能離子鹽制備工藝簡單，價格低廉，且無毒。為了獲得性能優良的新含能離子鹽，富氮雜環化合物逐漸成為含能離子鹽研究的重要方向。富氮含能離子鹽含有大量的N-N和C-N鍵，因此，具有很高的正生成焓。?

最近本實驗室致力于研究富氮含能離子鹽。之前報道了一系列雙四唑氧化呋咱含能離子鹽。它們的陰離子中氧化呋咱與兩個四唑共軛，該類鹽表現出優良的熱穩定性，較高的密度和生成焓。與氧化呋咱相比，呋咱環通常熱穩定性更好，而且更鈍感。然而，用呋咱環替代氧化呋咱環會導致氧平衡下降。將兩個呋咱環通過氧原子橋連起來可以適當彌補這個缺點。氧橋連呋咱化合物具有好的熱穩定性和高的能量密度，這使得它們已成為呋咱家族的優秀成員。典型的例子是4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱。本發明設計并合成了富氮的4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱含能離子鹽，該類含能離子鹽具有極佳的熱穩定性和較低的撞擊感度，可用于含能材料領域。?

發明內容

本發明的目的是提供4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱含能離子鹽及其制備方法，得到了一類具有較好熱穩定性的富氮含能材料。?

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：?

本發明的4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱含能離子鹽，其通式如下：?

本發明的4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱氧化呋咱含能離子鹽是通過如下路線實現的：?

其具體制備步驟如下：?

4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱鋇鹽的制備(2)：將化合物1溶于熱水中加入等摩爾Ba(OH)₂·8H₂O的水懸浮液中，所得的反應液攪拌下加熱反應0.5-2小時，過濾除去少量不溶物后濃縮濾液，所得固體水重結晶得化合物2；反應溫度80-110℃。?

4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱銨鹽3-11的制備：將化合物2溶于水后向其中加入等摩爾硫酸鹽，60-80℃攪拌反應1-2小時，過濾BaSO₄沉淀后濃縮濾液即得產物3-11。?

本發明的優點是：?

1)制備了熱穩定的富氮化合物4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱含能離子鹽，這類鹽具有較高的熱穩定性和較低的撞擊感度，可作為環境友好型含能材料用于軍事用途。?

2)該類鹽合成方法簡單，易于工業化，環境友好。?

具體實施方式

實施例1?4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱鋇鹽(2)的制備?

其結構式如下：?

將2.000g(6.9mmol)2溶于20mL熱水中，向其中加入2.174gBa(OH)₂·8H₂O(6.9mmol)，該反應混合物100℃下攪拌反應2h后過濾不溶物，濃縮濾液，所得的固體經水重結晶的白色晶體，產率：76％。?

熔點：165℃，分解溫度：242℃(DSC)。¹³C?NMR：δ＝161.0，148.0，141.4ppm.IR(neat)：＝3200，3164，1664，1538，1440，1400，1358，1220，1164，1080，1033，1002，926，890，670，589，514，448，400cm^-1

實施例2?4，4′-雙[3，3′-(1-氫-5-四唑)]呋咱雙銨鹽·2H₂O(3)的制備?