[發(fā)明專利]常壓相轉移催化胺化合成TATB的方法

有效

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• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103408435A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 李斌棟;常婷;陳磊;葛立波;汪歡
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C07C211/52
• 分類號: C07C211/52;C07C209/18
• 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(fā)明涉及一種炸藥的制備方法，特別是使用相轉移催化劑胺化在常壓條件下合成無氯TATB的方法。本發(fā)明涉及一種適合于工業(yè)化大規(guī)模生產無氯TATB的胺化方法。

背景技術

TATB?是一種能量高、鈍感度佳、耐熱性好的含能材料，在武器、推進劑以及民用爆破等領域具有廣泛的應用，因而對TATB的研究有著重要的實際和理論意義。

國內外生產TATB的方法主要是用硝硫混酸硝化均三氯苯（TCB），得到中間體1,3,5-三氯-2,4,6-三硝基苯（TCTNB），然后在甲苯中經氨氣或液氨胺化制的。這條路線的主要問題包括：（1）產品中氯雜質含量高。TATB的含氯量是一項很重要的技術指標，直接影響產品的熱安定性等性能，對藥柱成型、藥柱強度、金屬彈體等有不良作用。尤其是當無機雜質NH₄Cl占總雜質含量的80%以上時，TATB變黑、變粗糙，降低了總得率，而且會改變TATB的晶體表面形貌。因此，降低或去除TATB成品中氯的含量對提高TATB質量具有重要意義。（2）原料TCB價格昂貴，供應不穩(wěn)定，不易購買，導致成品成本高，限制了產品的推廣應用。（3）環(huán)境污染問題。傳統(tǒng)的硝化反應工藝的缺點是副產物較多，消耗大量濃硫酸，設備腐蝕和環(huán)境污染嚴重。

為了解決TATB中的氯雜質問題，國內外專家提出了以無氯原料代替TCB合成TATB的新路線。Bellamy等人在（Propellants,?Explosives,?Pyrotechnics，27：49-58，2002）中報道了由間苯三酚為原料，經硝化、烷基化及胺化合成無氯TATB的方法。但其胺化反應采用氨氣作為胺化試劑，以至于必須采用密閉的壓力反應釜進行實驗，當工業(yè)化生產時，該工藝存在設備成本高、操作復雜及危險性高等缺點。

黃靖倫等人在（含能材料，2012,20（5）：551-554）中報道說采用氨水作為胺化劑，乙醇作為胺化反應介質進行胺化反應，能夠解決胺化反應設備的問題。但是乙醇對反應原料溶解度低，原料損耗巨大、對反應設備要求也高，因此該工藝在一定程度上不利于大規(guī)模工業(yè)化生產。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服以上技術的缺點，提供一種反應條件溫和易于操作、產品純度好的，而且適合大規(guī)模工業(yè)化生產的無氯TATB制備方法。

技術方案

本發(fā)明所述的常壓相轉移催化胺化合成TATB的方法，其包括如下步驟：

第一步，向反應器中加入1,3,5-三乙氧基-2,4,6-三氨基苯、有機溶劑和相轉移催化劑，升溫攪拌，滴加氨水回流反應；

第二步，反應結束后，分離產物與母液，產物通過洗滌、干燥得到TATB；

第三步，對母液進行分析及標定，回收套用。

其中，步驟一中有機溶劑選用二甲苯、乙醇、乙腈中的一種；優(yōu)選用二甲苯。

步驟一中相轉移催化劑選用聚乙二醇、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨、芐基三乙基氯化銨、十六烷基三乙基溴化銨、β-環(huán)糊精、18-冠-6中的一種；相轉移催化劑優(yōu)選用18-冠-6。

步驟一中相轉移催化劑的添加量為原料1,3,5-三乙氧基-2,4,6-三氨基苯質量的1~20%；1,3,5-三乙氧基-2,4,6-三氨基苯與氨水的比例（g/ml）為1:4~1:20。

步驟一中反應溫度為25~50℃，回流反應時間2~6h。

步驟二中的產品洗滌劑選用丙酮、丁酮、乙醇、異丙醇、乙醚、乙酸乙酯、水中的一種或幾種，干燥溫度為80~150℃。

????步驟三中所述母液包含二甲苯、相轉移催化劑和質量分數(shù)較低的氨水，母液循環(huán)次數(shù)為1-10次。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術比較，其顯著有點有：（1）產品TATB中無氯元素存在，解決了傳統(tǒng)合成方法的含氯問題；（2）制得的TATB產品不需要提純處理純度可達98.0%以上；（3）本發(fā)明反應條件溫和、反應操作簡單，在常壓相轉移催化胺化體系中合成TATB解決了工業(yè)免去了密閉高壓反應釜的使用，有利于工業(yè)化大規(guī)模生產。

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。

附圖說明

??圖1?本發(fā)明制備TATB的質譜圖。

??圖2?本發(fā)明制備TATB的¹H-NMR譜圖。

具體實施方式

下面的實施例可以使本專業(yè)技術人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。