本发明涉及一种含能材料，具体涉及一种2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑化合物。
背景技术：
富氮杂环化合物因其分子结构中存在较多的C-N、N-N、C＝N和N＝N键，具有较高的正生成热、较大的密度以及较好的氧平衡，同时具备高气体生成量、低感度以及爆轰产物清洁等优点，因此，在含能材料研究领域备受关注。5-硝基四唑是富氮杂环化合物的代表之一，其爆速和爆压与HMX相当，是一种典型含能结构单元，可用于构建新型高能量密度材料，国内外科研人员通过在5-硝基四唑的N2位引入其他含能基团，以期获得综合性能优异的5-硝基四唑衍生物，例如将硝酸酯基引入5-硝基四唑分子中，合成了具有较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；将偕二硝甲基引入5-硝基四唑分子中，合成了2-偕二硝甲基-5-硝基四唑，该化合物结构中同时存在偕二硝甲基和5-硝基四唑等含能结构单元，具有致爆基团多、正氧平衡等特点，有望作为含能氧化剂用于高能推进剂和混合炸药等领域；三硝基苯基作为构建耐热含能化合物的有效基团，国内外研究者已将其引入各种耐热分子结构中，制备了一些列耐热含能化合物。
Ning Liu等人《Synthesis,characterization and properties of heat-resistant explosive materials:polynitroaromatic substituted difurazano[3,4-b:3',4'-e]pyrazines》，RSC Adv.,2015,5,43780–43785公开了一种耐热含能化合物2,2',4,4',6,6'-六硝基二苯基乙烯(HNS)化合物的结构及性能，该化合物结构如(II)所示：
该化合物密度为1.73g/cm3，计算爆速为7170m/s，爆压为21.8GPa，生成热为57.7kJ/mol。但是该化合物密度较小、能量较低。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服背景技术的不足和缺陷，提供一种密度较大、能量较高的2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑化合物。
本发明的2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑化合物的合成路线如下：
以5-硝基四唑钠盐二水合物和2,4,6-三硝基氯苯为原料，经缩合反应生成2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑。
本发明的2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑化合物，其结构式如(I)所示：
本发明的2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑的合成方法，包括以下步骤：搅拌下，依次将5-硝基四唑钠盐二水合物、丙酮、2,4,6-三硝基氯苯加入到烧瓶中，室温搅拌10min后，升温至回流反应6h，冷却、过滤，浓缩反应液、过滤，滤饼经水洗涤、干燥得2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑；其中5-硝基四唑钠盐二水合物与2,4,6-三硝基氯苯的摩尔比为1:1～1.2。本发明的优点：
本发明的2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑化合物密度较大，其密度为1.81g/cm3，对比文件的2,2',4,4',6,6'-六硝基二苯基乙烯的密度为1.73g/cm3；本发明的2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑化合物能量较高，其计算爆速为8224m/s，爆压为30.7GPa，生成热为471.1kJ/mol，对比文件的2,2',4,4',6,6'-六硝基二苯基乙烯的计算爆速为7170m/s，爆压为21.8GPa，生成热为57.7kJ/mol。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
搅拌下，依次将0.519g(3mmol)5-硝基四唑钠盐二水合物、15.0mL丙酮、0.78g(3.15mmol)2,4,6-三硝基氯苯加入到烧瓶中，室温搅拌10min后，升温至回流反应6h，冷却、过滤，浓缩反应液、过滤，滤饼经水洗涤、干燥得2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑0.55g，收率为56.2％。
结构鉴定：
红外光谱：IR(KBr,cm-1),υ：3085,1629,1609,1561,1482,1438,1369,1331,1269,1161,1081,938,907,796
核磁光谱：1H NMR(DMSO-d6,500MHz),δ：8.608(s,2H,2CH)；
13C NMR(DMSO-d6,125MHz),δ：124.72,125.71,128.49,142.31,161.34
元素分析：分子式C7H2N8O8
理论值：C 25.78,H 0.62,N 34.36
实测值：C 25.85,H 0.57,N 34.43
上述结构鉴定数据证实得到物质确实是2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑化合物。
本发明2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑化合物的性能
(1)物化性能
外观：淡黄色固体
溶解度：溶于二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮；微溶于乙醚、石油醚、正己烷、水等
(2)爆轰性能
爆速：密度为1.81g/cm3，计算爆速为8224m/s K-J方程
爆压：密度为1.81g/cm3，计算爆压为30.7GPa K-J方程
生成热：密度为1.81g/cm3，计算生成热为471.1kJ/mol K-J方程
爆热：密度为1.81g/cm3，计算爆热为6500kJ/kg K-J方程
本发明的2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑的用途
本发明的2-(2',4',6'-三硝基苯基)-5-硝基四唑具有密度较大、能量较高、热稳定性较好等特点，可以应用于耐热含能材料领域。