[發明專利]一種疊氮酯類化合物及其合成方法有效

申請號：	201210464144.3	申請日：	2012-11-16
公開（公告）號：	CN103012194A	公開（公告）日：	2013-04-03
發明（設計）人：	周新利;王娟	申請（專利權）人：	南京理工大學
主分類號：	C07C247/12	分類號：	C07C247/12
代理公司：	南京理工大學專利中心 32203	代理人：	朱顯國
地址：	210094 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種疊氮酯類化合物及其合成方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種疊氮酯類化合物及其合成方法，特別是1,4-二疊氮乙酸基-2,3-二疊氮乙酸甲基-2,3-二硝基丁烷及其合成，屬于有機化學領域。

背景技術

有機疊氮化合物是一類優異的含能材料，已廣泛應用于含能黏合劑、含能增塑劑、氧化劑等諸多方面，是改善含能材料的能量水平和技術性能的重要途徑。

目前常用的含能增塑劑有硝酸酯類含能增塑劑、偕二硝基類含能增塑劑、疊氮類含能增塑劑、硝氧乙基硝胺類含能增塑劑等類型。本發明所合成的化合物1,4-二疊氮乙酸基-2,3-二疊氮乙酸甲基-2,3-二硝基丁烷是同時含兩個硝基和四個疊氮基兩種含能基團的疊氮酯類化合物。

目前關于1,4-二疊氮乙酸基-2,3-二疊氮乙酸甲基-2,3-二硝基丁烷的合成未見報道。而類似化合物的合成普遍采用多元醇與氯乙酸為原料，甲苯為溶劑，酸為催化劑進行回流，得到前軀體氯代酯，然后在二甲基亞砜(DMSO)中與疊氮化鈉(NaN₃)反應，制得疊氮酯類增塑劑。

這種增塑劑缺點是氮含量低，對推進劑體系能量貢獻小，本發明所采用的原料2,3-二羥甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇，是含有兩個硝基的四元醇，由它制備的1,4-二疊氮乙酸基-2,3-二疊氮乙酸甲基-2,3-二硝基丁烷，是含兩個硝基和四個疊氮基的疊氮酯類增塑劑，結構對稱，分子安定性好，同時改變碳鍵長可以保持疊氮化合物的物理性能，有望對推進劑體系的能量有一定的貢獻。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新的疊氮酯類化合物及其合成方法。

實現本發明目的的技術方案是：一種疊氮酯類化合物，具有如下結構：

上述結構的疊氮酯類化合物的合成路線如下：

一種疊氮酯類化合物通過以下步驟制備：

步驟1、酯化反應中2,3-二羥甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇與氯乙酸的摩爾比為1:4～6，加入催化劑，回流，分水器分水；

步驟2、1,4-二氯乙酸基-2,3-二氯乙酸甲基-2,3-二硝基丁烷與疊氮化鈉的摩爾比為1:4～6，二甲基亞砜水溶液為溶劑，四丁基溴化銨為相轉移催化劑，室溫攪拌，緩慢升溫至30～100℃反應。

步驟1中所述的酯化反應的溶劑可采用甲苯或二甲苯，所述的催化劑可以為濃硫酸或對甲苯磺酸等，所述的催化劑與2,3-二羥甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇的摩爾比為0.025:1。

步驟2中所述的二甲基亞砜水溶液的質量濃度為95%，所述的四丁基溴化銨與1,4-二氯乙酸基-2,3-二氯乙酸甲基-2,3-二硝基丁烷摩爾比為3:100，所述的室溫攪拌時間為2h。

有益效果

1.?1,4-二疊氮乙酸基-2,3-二疊氮乙酸甲基-2,3-二硝基丁烷尚未見文獻報道。

2.?1,4-二疊氮乙酸基-2,3-二疊氮乙酸甲基-2,3-二硝基丁烷，是含兩個硝基和四個疊氮基的兩種含能官能團的疊氮酯類，有望對推進劑體系的能量有一定的貢獻。