本发明属于有机化合物的范畴,更具体地,本发明涉及化合物苯吡啶四氮杂戊搭烯(tap)的高效合成方法。
背景技术:
苯吡啶四氮杂戊搭烯(tap)是高温耐热炸药2,4,8,10-四硝基-苯吡啶-1,3a,6,6a-四氮杂戊搭烯(bptap)的重要中间体,而bptap由于具有很好的热稳定性,有望用于石油射孔弹和高能耐热炸药等领域。国外在20世纪80年代已完成tap的合成,美国于2005年发表了bptap的合成工艺,其中包含了tap的合成过程,其在二甲苯溶剂中回流(143℃)下24h,反应结束,反应时间很长。国内暂无相关报道。我们经过反复研究,发现了一条高效的合成工艺,即在原来的工艺基础上,在dmf或dmso的环境下,反应在2-6h内完成,大大缩短了tap的生产周期,提高了tap化合物的生产效率。同时,新工艺不再使用有毒试剂二甲苯作为溶剂,降低了环境危害,使工艺更加绿色环保。
目前,国内随着深井油田的开采,对高温耐热炸药的需求也很迫切,作为中间体的tap化合物的工业化生产还未形成。我们希望通过一系列的相关研究,推动高温耐热炸药及上游产品的发展和产业化。
技术实现要素:
本发明的主要内容是一种tap化合物的高效合成方法,具体涉及以1-(3-硝基-2-吡啶)-1h-苯并三氮唑(bp)和亚磷酸三乙脂为原料的tap合成工艺。
为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种化合物苯吡啶四氮杂戊搭烯的高效合成方法,主要包括以下步骤:
(1)将1-(3-硝基-2-吡啶)-1h-苯并三氮唑(bp)溶解在溶剂中,然后加入亚磷酸三乙脂,得到反应液;
(2)将反应液在恒温浴中反应;
(3)反应结束后将反应液降温至30℃以下,倾入水中,形成的固体过滤,水洗三次,滤干后烘干即得到苯吡啶四氮杂戊搭烯。
所述的化合物苯吡啶四氮杂戊搭烯的高效合成方法,其步骤(1)所述1-(3-硝基-2-吡啶)-1h-苯并三氮唑与亚磷酸三乙脂的摩尔比为1:2.05-2.5。
所述的化合物苯吡啶四氮杂戊搭烯的高效合成方法,其步骤(1)所述溶剂是指二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
由于bp在溶剂中的溶解度较大,因此对于bp溶液的浓度并没有严格的要求,不过优选的,所述的化合物苯吡啶四氮杂戊搭烯的高效合成方法中,其步骤(1)所述溶剂与1-(3-硝基-2-吡啶)-1h-苯并三氮唑的质量比可以为2-10:1。
所述的化合物苯吡啶四氮杂戊搭烯的高效合成方法,其步骤(2)恒温浴的温度为130-155℃。
所述的化合物苯吡啶四氮杂戊搭烯的高效合成方法,其步骤(2)反应的时间为2-6h。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:本发明的合成方法可将tap化合物的生产周期缩短4倍以上,提高了生产效率,有利于推动高温耐热炸药bptap的工业化生产,降低生产成本,实现高温耐热炸药的产业化。避免了有毒试剂的使用,使工艺更环保。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
在20mldmf中溶解0.61g(0.0025mol)的bp原料,磁力搅拌下加入0.94g(0.0056mol)的亚磷酸三乙脂原料;在油浴中升温至130℃,持续反应6h,反应全部完毕;降温至30℃以下,倾入水中析出固体,水洗三次,过滤烘干,得到苯吡啶四氮杂戊搭烯,产率81.5%,纯度96.8%。
实施例2
在20mldmf中溶解0.61g的bp原料,磁力搅拌下加入0.94g的亚磷酸三乙脂原料;在油浴中升温至150℃,持续反应4h,反应全部完毕;降温至30℃以下,倾入水中析出固体,水洗三次,过滤烘干,得到苯吡啶四氮杂戊搭烯,产率83.8%,纯度97.2%。
实施例3
在20mldmso中溶解0.61g的bp原料,磁力搅拌下加入0.94g的亚磷酸三乙脂原料;在油浴中升温至155℃,持续反应2h,反应全部完毕;降温至30℃以下,倾入水中析出固体,水洗三次,过滤烘干,得到苯吡啶四氮杂戊搭烯,产率85.7%,纯度98.1%。
实施例4
在20mldmso中溶解0.60g的bp原料,磁力搅拌下加入0.94g的亚磷酸三乙脂原料;在油浴中升温至130℃,持续反应4h,反应全部完毕;降温至30℃以下,倾入水中析出固体,水洗三次,过滤烘干,得到苯吡啶四氮杂戊搭烯,产率86.5%,纯度98.2%。
实施例5
在20mldmf中溶解0.60g的bp原料,磁力搅拌下加入0.94g的亚磷酸三乙脂原料;在油浴中升温至140℃,持续反应6h,反应全部完毕;降温至30℃以下,倾入水中析出固体,水洗三次,过滤烘干,得到苯吡啶四氮杂戊搭烯,产率83.9%,纯度97.2%。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本技术公开的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。