[發明專利]一種2,6?二氨基?3,5?二硝基吡嗪?1?氧化物的合成方法

在審

• 申請號: 201710016274.3
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN107043357A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 郁衛飛;黃靖倫;魏智勇;廖龍渝;孟力;張勇;馬卿
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: C07D241/20
• 分類號: C07D241/20;B01J19/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所51213
• 代理人: 李靜云

技術領域

本發明屬于含能材料制備領域，具體涉及一種2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物的合成方法。

背景技術

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)是一種重要的含能材料，其能量比TATB高出20％，耐熱性能與TATB接近(DSC放熱峰值為354℃)，優于大多數高能單質炸藥，可用作鈍感起爆藥、傳爆藥及特殊武器主裝藥的主要成分，應用前景優良。

LLM-105的合成路線主要是以2,6-取代吡嗪為原料，依順序進行3,5位的硝化，2,6位的氨化和1位的氧化，最終得到目標化合物，是國內外普遍采用的工藝路線。該工藝路線的最后一步是氧化反應，需要使用三氟乙酸為反應溶劑，三氟乙酸價格昂貴，回收困難，揮發性強，對設備和人體具有強烈腐蝕性和刺激性。

專利CN104693130采用的合成路線仍以2,6-取代吡嗪為原料，合成反應的順序改為1位的氧化、2,6位的氨化和3,5位的硝化，最終得到目標化合物。其中的氧化步驟不再使用三氟乙酸為溶劑。專利CN104693130路線的最后一步是2,6-二氨基吡嗪-1-氧化物的硝化，在傳統反應釜方式下進行，需要在-10℃～20℃下加料并在-5℃至室溫之間進行反應，以便控制反應過程的危險性。

微通道反應技術是一種20世紀90年代初期興起的一種全新技術，其傳熱傳質效率比傳統反應釜方式提高1～3個數量級，對硝化反應，可及時導出反應放熱，反應過程更平穩，安全性和可控性高，易于連續反應和柔性生產。用微通道反應技術進行2,6-二氨基吡嗪-1-氧化物的硝化反應未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物的合成方法。

為了達到上述的技術效果，本發明采取以下技術方案：

一種2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物的合成方法，包括以下步驟：

步驟A：將2,6-二氨基吡嗪-1-氧化物與質量分數為92％以上的硫酸混合配置得質量分數為5～50％的2,6-二氨基吡嗪-1-氧化物溶液作為起始物料；

步驟B：將質量分數為65％以上的硝酸與質量分數92％以上的硫酸混合，或硝酸鹽與質量分數為92％以上的硫酸混合，作為硝化試劑；

步驟C：將起始物料和硝化試劑平行地由計量泵泵入微通道反應器的兩個進口中，經由計量泵控制起始物料中2,6-二氨基吡嗪-1-氧化物和硝化試劑中硝酸或硝酸鹽的摩爾比為1.0：2.0～5.0；

步驟D：起始物料和硝化試劑在微通道反應器中混合并發生反應，反應物料在微通道反應器內的停留時間為1～900秒；然后從微通道反應器輸出至收集器，繼續反應0.1～24小時；

步驟E：對收集器中的物料采用冰水急冷的方法中止反應，然后將產物分離提純，得到2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物。

進一步的技術方案是，所述的硝酸或硝酸鹽與硫酸的摩爾比為1.0：1.0～9.0。

進一步的技術方案是，所述的微通道反應器中微通道和收集器中物料的溫度由油浴調節，溫度為20～80℃。

進一步的技術方案是，所述的合成方法的反應器至少包括三個部分，第一部分是至少兩個計量泵，用于定量地泵入起始物料和硝化試劑；第二部分是至少一塊微通道反應器基板，基板上包括兩個用于泵入反應原料和硝化劑的進口連接端，一個兩進一出的混合器，一個用于硝化反應的通道，一個用于產物輸出的出口連接端；第三部分是用于收集反應產物繼續硝化的收集器。

進一步的技術方案是，所述的反應器的管路的材質為哈氏合金、PTFE材料、或以PTFE材料為主要成分的材料。

進一步的技術方案是，所述的微通道反應器中微通道的內徑0.05～0.5mm，長度≥1m。

進一步的技術方案是，所述的起始物料和硝化試劑泵入微通道反應器的流速為0.1～6.0mL/min。

進一步的技術方案是，所述的起始物料和硝化試劑泵入微通道反應器時計量泵的泵壓為0.0～1.5Mpa。

下面對本發明做進一步的解釋和說明。

步驟A中，優選的是，2,6-二氨基吡嗪-1-氧化物與質量分數為92％以上的硫酸混合配置得質量分數為5～50％的2,6-二氨基吡嗪-1-氧化物溶液作為起始物料；更優選的是，配置得到質量分數為20～30％的2,6-二氨基吡嗪-1-氧化物溶液。