[發明專利]一種5-硝基四唑鈉鹽二水合物的合成方法

有效

• 申請號: 201810035134.5
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108586370B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 李亞南;常佩;周群;陳濤;胡建建;王彬;張紅武
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: C07D257/06
• 分類號: C07D257/06
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 徐茂梁

本發明公開了一種5?硝基四唑鈉鹽二水合物的合成方法，包括以下步驟：攪拌下，20℃～25℃，依次將5?氨基四唑、蒸餾水、質量百分比為95％～98％的濃硫酸加入到反應瓶中，升溫至40℃，攪拌溶解，待用；攪拌下，將亞硝酸鈉加入到蒸餾水中，攪拌溶解，滴加上述5?氨基四唑的硫酸水溶液，控制體系溫度不高于30℃，加完后攪拌10min，升溫至65℃～70℃反應2h，加入氫氧化鈉，攪拌溶解，減壓蒸除水，向蒸餾瓶中加入丙酮回流，過濾除去不溶物，濾液減壓蒸除丙酮，自然風干得5?硝基四唑鈉鹽二水合物。本發明主要用于合成5?硝基四唑鈉鹽二水合物。

技術領域

本發明屬于含能材料領域，具體涉及一種5-硝基四唑鈉鹽二水合物的合成方法。

背景技術

富氮雜環化合物因其分子結構中存在較多的C-N、N-N、C＝N和N＝N鍵，具有較高的正生成熱、較大的密度以及較好的氧平衡值，同時具備高氣體生成量、低感度以及爆轟產物清潔等優點，四唑類化合物是富氮雜環化合物中的典型代表，因此，在含能材料研究領域備受關注。5-硝基四唑的爆速和爆壓與HMX相當，是一種典型含能結構單元，可用于構建新型高能量密度材料，國內外科研人員通過在5-硝基四唑的N2位引入其他含能基團，以期獲得綜合性能優異的5-硝基四唑衍生物，例如將硝酸酯基引入5-硝基四唑分子中，合成了具有較高能量水平的零氧平衡含能化合物——2-硝酰氧甲基-5-硝基四唑；將偕二硝甲基引入5-硝基四唑分子中，合成了2-偕二硝甲基-5-硝基四唑，該化合物結構中同時存在偕二硝甲基和5-硝基四唑等含能結構單元，具有致爆基團多、正氧平衡等特點，有望作為含能氧化劑用于高能推進劑和混合炸藥等領域。其中，5-硝基四唑鈉鹽二水合物是制備上述5-硝基四唑高能衍生物的關鍵前驅體，其高收率制備是設計、合成該類新型高能量密度材料的重要物質基礎。

Yuchuan Li等人《Synthesis and Characterization of 5-Nitro-2-nitratomethyl-1,2,3,4-tetrazole:A High Nitrogen Energetic Compound with GoodOxygen Balance》，Molecules.2012,17,5040-5049公開了一種5-硝基四唑鈉鹽二水合物的合成方法，該方法的主要過程為：首先，依次將五水硫酸銅、亞硝酸鈉、蒸餾水加入反應瓶中，冷卻體系溫度至-2～3℃得到溶液①，待用；其次，依次將五水硫酸銅、5-氨基四唑加入到蒸餾水和濃硫酸的混合體系中，攪拌溶解得到溶液②，然后將溶液②在20min內滴加到溶液①中，滴加完后在室溫繼續攪拌20min，然后加入氫氧化鈉，水浴升溫至68～70℃，劇烈攪拌下反應1h，過濾、除去生成的副產物——黑棕色氧化銅，熱水洗滌兩次得到黃色濾液，向濾液中加入濃硫酸，攪拌10min，然后用二氯甲烷和三正丁基胺混合溶劑萃取三次，向萃取有機液中加入質量百分比為50％的氫氧化鈉水溶液，攪拌30min，過濾、自然風干，用丙酮和二氯甲烷的混合溶劑重結晶得5-硝基四唑鈉鹽二水合物，收率為69.0％。其合成路線如下所示：

上述文獻報道的5-硝基四唑鈉鹽二水合物的合成方法，主要過程操作復雜、繁瑣，產物收率較低，僅為69.0％。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服背景技術中存在的不足和缺陷，提供一種操作簡單、產物收率較高的5-硝基四唑鈉鹽二水合物的合成方法。

本發明的5-硝基四唑鈉鹽二水合物的合成路線如下所示：

為了解決上述技術問題，本發明的5-硝基四唑鈉鹽二水合物的合成方法，5-硝基四唑鈉鹽二水合物的結構式如(I)所示：