[發明專利]多硝基苯取代的硝基咪唑含能化合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201310231133.5
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103304482A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 劉祖亮;侯可輝;馬叢明
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C07D233/95
• 分類號: C07D233/95
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于炸藥合成領域，特別是一類新型高能鈍感炸藥多硝基苯取代的硝基咪唑含能化合物及其制備方法。

背景技術

近年來，咪唑類高能鈍感含能化合物尤其以2,4-二硝基咪唑和1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑備受關注，可廣泛用于炸藥和推進劑。將疊氮基引入到硝基咪唑中，可大幅增加含氮量，從而增加其能量和密度。將多硝基苯基引入到硝基咪唑中可進一步改善含能化合物的爆炸性能和熱性能。然而，國內外的研究者對該類化合物的合成卻鮮有報道，僅有少數文獻報道過2-疊氮基咪唑類化合物，參見(Hammerl?A.,?Klapmke?M.?K.,?warchhold?M.,?Inorg.?Chem.,?2002,?41(4),?906.)，故多硝基苯取代的疊氮基硝基咪唑類含能化合物也一直處于探索研究之中。

發明內容

?????本發明的目的是提供一類多硝基苯取代的硝基咪唑含能化合物及其制備方法。

?????實現本發明目的的技術解決方案為：

?????下述通式（Ⅰ）化合物：

其中，R代表H或NH₂。

上述化合物的制備方法，包括以下步驟：

第一步，將2-疊氮基-4-硝基咪唑溶于異丙醇中，在室溫下加入堿和四丁基溴化銨，攪拌反應。

第二步，將取代的三硝基氯苯加入到上述反應液中，在75~85℃下反應，反應結束后，冷卻至室溫，混合液經過濾、甲醇洗、水洗、干燥即可得到化合物（Ⅰ）。

????其中，第一步中2-疊氮基-4-硝基咪唑和堿的摩爾比為1:1，2-疊氮基-4-硝基咪唑和四丁基溴化銨的摩爾比為10:1~?20:1，其中堿選用KHCO₃、K₂CO₃或KOH，反應時間為0.5~1h。

????第二步中中取代的三硝基氯苯為2,4,6-三硝基氯苯或3-氨基-2,4,6-三硝基氯苯；取代的三硝基氯苯和2-疊氮基-4-硝基咪唑的摩爾比為1:1~1:1.2，反應時間為2~6?h。

本發明與現有技術相比其顯著優點：本發明首次合成出了一類多硝基苯取代的硝基咪唑含能化合物，該含能化合物的合成反應步驟簡單、條件溫和，不需要特別裝置、生產安全可靠、產物后處理簡單、對環境危害小，滿足工業放大生產的基本要求；此類化合物同時具有硝基咪唑和多硝基苯的結構，在高能鈍感含能材料領域有潛在的應用，其理論計算爆速均超過8000?m/s。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1?本發明1-(2’,4’,6’-三硝基苯)-2-疊氮基-4硝基咪唑的¹H?NMR譜圖；

圖2本發明1-(3’-氨基-2’,4’,6’-三硝基苯)-2-疊氮基-4硝基咪唑的¹H?NMR譜圖。

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具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細描述。

本發明多硝基苯取代的硝基咪唑含能化合物的結構通式為：

包括1-(2’,4’,6’-三硝基苯)-2-疊氮基-4硝基咪唑，分子式為C₉H₃N₉O₈，結構式為：?

1-(3’-氨基-2’,4’,6’-三硝基苯)-2-疊氮基-4硝基咪唑，分子式為C₉H₄N₁₀O₈，結構式為：

本發明多硝基苯取代的硝基咪唑含能化合物的合成路線為：

本發明多硝基苯取代的2-疊氮基-4-硝基咪唑的制備方法，包括以下步驟：

第一步，將2-疊氮基-4-硝基咪唑溶于異丙醇中，在室溫下加入堿和四丁基溴化銨，攪拌0.5?h。

第二步，將取代的三硝基氯苯加入到上述反應液中，在75~85℃下反應，反應結束后，冷卻至室溫，混合液經過濾、甲醇洗、水洗、干燥即可得到化合物（Ⅰ）。

????其中，第一步中2-疊氮基-4-硝基咪唑和堿的摩爾比為1:1，2-疊氮基-4-硝基咪唑和四丁基溴化銨的摩爾比為10:1~?20:1，其中堿選用KHCO₃、K₂CO₃或KOH,反應時間為0.5~1h。