[發明專利]一種1-甲基-3,4-二硝基吡唑的制備方法

無效

• 申請號: 201310403183.7
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103467381A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 李永祥;曹端林;王建龍;李雅津;沈勇;王艷紅;陳麗珍;馬忠平;陳芳
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C07D231/16
• 分類號: C07D231/16
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 雷立康

技術領域

本發明涉及一種1-甲基-3,4-二硝基吡唑的制備方法，本發明所制備的1-甲基-3,4-二硝基吡唑高能鈍感，熔點較低，是一種常溫液體炸藥。

技術背景

1-甲基-3,4-二硝基吡唑是一種典型的氮雜環類含能化合物，吡唑環由于含有高焓C=C雙鍵和N-N單鍵，提供了增加生成焓的條件，因此，氮雜環類含能化合物具有較高生成焓、高密度以及對環境友好的特征，具有非常可觀的能量，在高能炸藥、安全鈍感、低感添加劑等領域有很好的前景。

M.Ross?Grimmett等（Ross?Grimmett?M,Richard?Lim?K?H,Dinitration?of?l-methylpyrazole:l-methyl-3,4-dinitropyrazole.Aust?J?Chem,1978,31:68-691.），利用5倍過量的發煙硝酸在80%硫酸中硝化1-甲基吡唑，100℃條件下反應18h，合成得到1-甲基-3,4-二硝基吡唑，并且測得其熔點為20℃，得率約為20%，該方法收率低，所用硝硫混酸污染環境，操作條件苛刻。

P.Ravi等（P.Ravi,Surya?P.Tewari.Facile?and?environmentally?friendly?synthesis?of?nitropyrazoles?using?montmorillonite?K-10?impregnated?with?bismuth?nitrate.Catalysis?Communications,19(2012)37-41.）分別以1-甲基吡唑和1-甲基-3-硝基吡唑為原料，采用蒙脫石K-10浸漬到硝酸鉍溶液中進行硝化，分別在常溫下反應12h和1.5h，得目標化合物1-甲基-3,4-二硝基吡唑，得率均在95%以上，并且熔程均在21～22℃之間。該方法成本高，環境污染嚴重，反應條件要求苛刻。

發明內容

本發明的目的是解決現有1-甲基-3,4-二硝基吡唑的制備方法存在的成本高、產物收率低、操作條件苛刻、環境污染嚴重的技術問題，提供一種1-甲基-3,4-二硝基吡唑的制備方法，該方法的原料安全含毒量低，合成工藝簡單，產物收率高，純度高，易于工業化。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種1-甲基-3,4-二硝基吡唑（MDNP）的制備方法：首先按照3,4-二硝基吡唑、無水碳酸鉀、碳酸二甲酯、N,N-二甲基甲酰胺物質的量比為：1：1.5：5～13:20～25稱取各原料；接著把N,N-二甲基甲酰胺加入反應容器，將反應容器置于0～5℃的低溫中，把烘干研磨好的3,4-二硝基吡唑細粉緩慢加入反應容器，待3,4-二硝基吡唑完全溶解后，將無水碳酸鉀和碳酸二甲酯依次加入容器反應液中，加料完畢后，在60～110℃下攪拌保溫反應4～10h，然后將反應液加入盛有蒸餾水的容器中，充分攪拌至液體呈深紅色，并有油珠出現后，用二氯甲烷多次萃取，合并有機相，減壓旋蒸，去除溶劑，得到粗品，并用苯重結晶得到淡黃色晶體，即為1-甲基-3,4-二硝基吡唑。

本發明與背景技術相比，其優點在于：

1）本方法以3,4-二硝基吡唑為原料，通過甲基化合成目標產物，避免了以N-甲基吡唑為原料硝化過程中副產物的生成，提高了產品純度及產率；

2）原料3,4-二硝基吡唑是一種可替代TNT的熔鑄炸藥載體，可以廣泛應用于熔鑄炸藥的制備，本方法正是以其為原料，合成了一種較好的常溫液體炸藥；

3）甲基化試劑采用綠色化學原料碳酸二甲酯，代替了傳統的甲基化試劑硫酸二甲酯、鹵代甲烷等劇毒物質，符合綠色化學的研究方向。

4）本方法反應條件溫和，易于控制，原料易于合成采購，合成過程簡單，易于工業化生產。

附圖說明

圖1是本發明制備得到的1-甲基-3,4-二硝基吡唑的紅外光譜圖。

圖2是本發明制備得到的1-甲基-3,4-二硝基吡唑的熱分析圖（DSC圖）。

具體實施方式

實施例1