制备4,7-二氨基-3,8-二硝基吡唑并[5,1-c][1,2,4]三嗪的方法

本发明属于含能材料领域，具体涉及到含能有机化合物的制备方法。

背景技术：

1、随着军事和民用领域对耐热炸药的需求不断提高，提高含能分子的热稳定性已成为含能材料合成人员追求的目标。以硝基苯为骨架的传统耐热炸药虽然热稳定性高，但爆轰性能较低，且存在合成步骤复杂和过量废酸残余等缺点，使其在生产过程中面临诸多环境危害问题。近年来，富氮杂环化合物是制备新型耐热炸药的理想骨架。近年来报道的富氮杂环含能化合物确实表现出高热稳定性和良好的爆轰性能；然而，它们的热分解温度始终低于300℃，这仍然限制其应用范围。

2、2019年，我们团队报道了一种新型耐热炸药4,7-二氨基-3,8-二硝基吡唑并[5,1-c][1,2,4]三嗪，其爆速为8727m s-1；爆压为32.6gpa，爆轰性能优于传统耐热炸药tatb和llm-105。此外，其初始热分解温度(355℃)也高于tatb(350℃)和llm-105(342℃)，因此，该化合物在耐热炸药领域具有广阔的应用前景。

3、文献报道制备含能化合物4,7-二氨基-3,8-二硝基吡唑并[5,1-c][1,2,4]三嗪(2)的方法分为三步(scheme 1)，路线较为复杂，且中间过程涉及到重氮盐(3)的分离，这为工业化生产带来不可预估的危险性；

4、

5、因此，寻求一种简单高效且安全制备该化合物的方法，对于其工业化生产具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种含能化合物4,7-二氨基-3,8-二硝基吡唑并[5,1-c][1,2,4]三嗪的制备方法。

2、实现本发明目的的技术解决方案是：一种制备4,7-二氨基-3,8-二硝基吡唑并[5,1-c][1,2,4]三嗪耐热炸药的方法，包括：在酸性体系下，将3,5-二氨基-4-硝基吡唑(1)与重氮化试剂发生重氮化反应，所得中间产物再与硝基乙腈钾盐发生关环反应一锅法制备目标化合物2的步骤，

3、

4、较佳的，反应在重氮化试剂存在下进行，重氮化试剂为亚硝酸钠。

5、较佳的，酸性体系中的酸为浓硫酸。

6、较佳的，重氮化反应为–5℃以下，优选–5～–10℃，重氮化反应时间为不小于30分钟；关环反应温度为室温，关环反应时间为15小时以上。

7、较佳的，重氮化试剂与浓硫酸的体积比为1:(5～10)。

8、本发明还提供了一种将含能化合物2作为耐热炸药的用途。

9、与现有技术相比，本发明具有如下优点：(1)本发明采用一锅法简单高效制备目标化合物，无需对重氮盐进行分离，工艺操作安全，且产率更高，因此该方法具有工业化应用前景。(2)该目标化合物具有能量高，感度低，热稳定性好等特点，是具有潜在应用价值的耐热含能材料。

技术特征：

1.一种制备4,7-二氨基-3,8-二硝基吡唑并[5,1-c][1,2,4]三嗪的方法，其特征在于，包括：在酸性体系下，将3,5-二氨基-4-硝基吡唑(1)与重氮化试剂发生重氮化反应，所得中间产物再与硝基乙腈钾盐发生关环反应一锅法制备目标化合物(2)的步骤，

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，反应在重氮化试剂存在下进行，重氮化试剂为亚硝酸钠。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，酸性体系中的酸为浓硫酸。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，重氮化反应为–5℃以下，优选–5～–10℃，重氮化反应时间为不小于30分钟。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，关环反应温度为室温，关环反应时间为15小时以上。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，重氮化试剂与浓硫酸的体积比为1:(5～10)。

技术总结
本发明公开了一种制备4,7‑二氨基‑3,8‑二硝基吡唑并[5,1‑c][1,2,4]三嗪耐热炸药的方法，包括：在酸性体系下，将3,5‑二氨基‑4‑硝基吡唑与重氮化试剂发生重氮化反应，所得中间产物再与硝基乙腈钾盐发生关环反应一锅法制备目标化合物的步骤。本发明采用一锅法简单高效制备目标化合物，无需对重氮盐进行分离，工艺操作安全，且产率更高。

技术研发人员：汤永兴,吕乾洋,曾天佑,曾志伟,李柯佳
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15