[發明專利]一種5,5’-聯四唑-1,1’-二氧二鈉鹽的合成方法

有效

• 申請號: 201910271063.3
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109824616B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 范桂娟;盧歡唱;廖龍渝;張禎琦;王述存
• 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: C07D257/04
• 分類號: C07D257/04
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 劉渝

本發明公開了一種5,5’?聯四唑?1,1’?二氧二鈉鹽的合成方法，屬于含能材料技術領域。包括以下步驟：步驟一：將二氯乙二肟分批加入DMF溶劑中，攪拌，分批緩慢加入疊氮化鈉進行疊氮化反應；步驟二：當步驟一中疊氮化反應結束后，緩慢向體系中加入乙醚，通入氯化氫氣體進行環化反應，并加載超聲波外場輔助；步驟三：減壓蒸餾去除乙醚和氯化氫氣體，加水稀釋后加入氫氧化鈉溶液將反應體系pH調節至6，過濾、洗滌得到5,5’?聯四唑?1,1’?二氧二鈉鹽白色固體。本發明采用加載超聲外場輔助的“一鍋法”合成5,5’?聯四唑?1,1’?二氧二鈉鹽，合成方法操作簡便、反應條件溫和、避免中間產物的分離，環化反應時間縮短至4h?6h，反應時間大大縮短，易于工業化放大。

技術領域

本發明屬于含能材料技術領域，具體涉及一種5,5’-聯四唑-1,1’-二氧二鈉鹽的合成方法。

背景技術

5,5’-聯四唑-1,1’-二羥胺鹽(TKX-50)是一種新型的高能低感含能化合物，其爆轟性能優于HMX且接近CL-20，密度1.905g/cm3、爆速9698m/s、爆4.24×107Pa、生成焓446.6kJ/mol，熱安定性優異，起始分解溫度為221℃，感度低于RDX、HMX等常用高能炸藥，撞擊感度和摩擦感度分別為10％和40％，是迄今為止能量與感度契合度最佳的新型CHNO類單質炸藥。

基于TKX-50優良性能及應用前景，國內外開展了TKX-50的合成和應用研究。5,5’-聯四唑-1,1’-二氧二鈉鹽是制備TKX-50的關鍵中間體，通過二氯乙二肟疊氮化和環化“一鍋法”合成。但制備5,5’-聯四唑-1,1’-二氧二鈉鹽的環化反應時間需要24h-36h，不僅增加了勞動成本，強酸性反應體系加速了設備的老化，成為限制TKX-50工程化的關鍵因素。近年來，國內外各大研究機構均致力于5,5’-聯四唑-1,1’-二氧含能離子鹽的合成工藝優化，但收效甚微。

發明內容

本發明的目的是提供一種5,5’-聯四唑-1,1’-二氧二鈉鹽的超聲“一鍋法”合成，縮短中間步驟環化反應的時間，旨在為含能材料的應用提供適用于一種易于工業化放大的制備方法。

為了達到上述的技術效果，本發明采取以下技術方案：

一種5,5’-聯四唑-1,1’-二氧二鈉鹽的合成方法，包括以下步驟：

步驟一：將二氯乙二肟分批加入DMF溶劑中，攪拌，分批緩慢加入疊氮化鈉進行疊氮化反應；

步驟二：當步驟一中疊氮化反應結束后，緩慢向體系中加入乙醚，通入氯化氫氣體進行環化反應，并加載超聲波外場輔助；

步驟三：減壓蒸餾去除乙醚和氯化氫氣體，加水稀釋后加入氫氧化鈉溶液將反應體系pH調節至6，過濾、洗滌得到5,5’-聯四唑-1,1’-二氧二鈉鹽白色固體。

根據本發明你的實施例，所述步驟一中，加入疊氮化鈉時的環境溫度為0℃以下。

根據本發明你的實施例，所述步驟一中，疊氮化反應的反應時間為2h。

根據本發明你的實施例，所述步驟二中，二氯乙二肟與加入的乙醚的質量體積為1g:6mL。

根據本發明你的實施例，所述步驟二中，通入氯化氫氣體的時間為2h。

根據本發明你的實施例，所述步驟二中，環化反應的反應溫度為40℃-50℃。

根據本發明你的實施例，所述步驟二中，環化反應的反應時間為4h-6h。

根據本發明你的實施例，所述步驟二中，所述的加載超聲波外場輔助的超聲波強度為25KHz-40KHz。

根據本發明你的實施例，所述步驟三中，加入的氫氧化鈉溶液的濃度為2M。

根據本發明你的實施例，所述步驟三中，所述的洗滌為用冰水洗滌5次。