[發明專利]一種1,5-二疊氮基-3-硝基氮雜戊烷的合成方法

在審

• 申請號: 202210922554.1
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115385822A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 高福磊;汪營磊;劉月舟;劉衛孝;劉亞靜
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: C07C247/04
• 分類號: C07C247/04
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 趙中霞

本發明提供了一種1,5?二疊氮基?3?硝基氮雜戊烷的合成方法，包括以下步驟：向濃硝酸中加入氧化鎂，再慢慢加入二(2?氯乙基)胺硝酸鹽，反應結束，將反應液倒入大量冰水中，不斷攪拌，加入二氯甲烷萃取、洗滌、蒸餾，得到1,5?二氯乙基?3?硝基氮雜戊烷；再將2?庚酮、水、1,5?二氯乙基?3?硝基氮雜戊烷、疊氮化鈉加入到反應瓶中，在溫度80℃～85℃下，反應5h，反應結束后，冷卻至室溫，用二氯甲烷萃取，減壓蒸餾濃縮，得到1,5?二疊氮基?3?硝基氮雜戊烷。本發明具有反應收率和純度高的特點。

技術領域

本發明屬于含能材料領域，涉及一種1,5-二疊氮基-3-硝基氮雜戊烷的合成方法。

背景技術

1,5-二疊氮基-3-硝基氮雜戊烷(DIANP)是一種疊氮硝胺類含能增塑劑，它能賦予發射藥和推進劑較高的燃速和較低的火焰溫度以及低分子量的燃燒產物，是一種性能優異的含能增塑劑，可用于高能低燒蝕發射藥、高能液體推進劑、煙火劑及氣體發生劑等。

中國專利201410457712.6，公開了一種制備1,5-二疊氮基-3-硝基氮雜戊烷的方法，該方法的合成路線如下所示：

該方法以二(2-氯乙基)胺鹽酸鹽為原料，先經硝酸/乙酸酐體系硝化合成中間體1,5-二氯乙基-3-硝基氮雜戊烷，收率66％～67％，純度97.2％～98％，然后1,5-二氯乙基-3-硝基氮雜戊烷在相轉移催化劑下于水溶液中疊氮反應合成1,5-二疊氮基-3-硝基氮雜戊烷，收率74％～80％，產品純度97.5％～97.8％。雖然該方法避免使用危險品吉納，但是反應收率和純度較低。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種1,5-二疊氮基-3-硝基氮雜戊烷的合成方法，以提高產品反應收率和產品純度。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種1,5-二疊氮基-3-硝基氮雜戊烷的合成方法，包括以下步驟：

(1)向濃硝酸中加入氧化鎂，在20℃～30℃下再慢慢加入二(2-氯乙基)胺硝酸鹽，加料完畢后，在40℃～55℃下保溫0.5h～1.5h，然后將反應液倒入大量冰水中，不斷攪拌，加入二氯甲烷萃取、洗滌、蒸餾，得到1,5-二氯乙基-3-硝基氮雜戊烷；

(2)將2-庚酮、水、1,5-二氯乙基-3-硝基氮雜戊烷、疊氮化鈉加入到反應瓶中，在溫度65℃～85℃下，反應5h～7h，反應結束后，冷卻至室溫，用二氯甲烷萃取，再減壓蒸餾濃縮，得到1,5-二疊氮基-3-硝基氮雜戊烷。

本發明還包括如下技術特征：

具體的，在步驟(1)硝化反應階段，二(2-氯乙基)胺硝酸鹽、濃硝酸、氧化鎂的摩爾比為：1:1.2～1.8:1～1.2。

具體的，在步驟(2)疊氮化反應階段，反應溶劑的用量為：1g1,5-二氯乙基-3-硝基氮雜戊烷加4g～6g反應溶劑，該反應溶劑為2-庚酮和水，2-庚酮與水的質量比為1:0.1～0.4；1,5-二氯乙基-3-硝基氮雜戊烷與疊氮化鈉的質量比為1:0.7～0.9。

具體的，所述1,5-二疊氮基-3-硝基氮雜戊烷的結構式如式(Ⅰ)所示：

具體的，所述二(2-氯乙基)胺硝酸鹽的結構式如(II)所示：

本發明與現有技術相比，具有如下技術效果：

(1)本發明1,5-二氯乙基-3-硝基氮雜戊烷的反應收率71％～75％，對比文獻為66％～67％，提高了反應收率；本發明1,5-二氯乙基-3-硝基氮雜戊烷的純度98.2％～98.5％，對比文獻為97.2％～98％，提高了產品純度。