3‑氟偕二硝甲基‑1,2,4‑三唑化合物制造技术

本发明专利技术公开了一种3‑氟偕二硝甲基‑1,2,4‑三唑化合物，其结构式如(I)所示：

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含能材料，具体涉及一种3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑化合物。
技术介绍
近年来，氮杂五元芳环(如吡唑、咪唑、1,2,4-三唑等)化合物以其高氮含量、产气量大、爆轰产物清洁等优点而备受国内外关注。由于此类高氮化合物所含的氮、氧原子的电负性较高，整个杂环体系形成类似苯环的大л键共轭结构，因此具有热稳定好、钝感等特点。国内外含能材料研究工作者，已经设计并合成出多种氮杂环含能化合物，比如：4,5-三硝基咪唑、4-氨基-3,5-二硝基吡唑、5-氨基-3-硝基-1,2,4-三唑等；而氟偕二硝甲基作为一种能量密度较高的含能官能团，将其引入化合物结构中，不仅可以提高化合物的能量密度，也可进一步改善化合物的爆轰性能。王锡杰等人《5-氨基-3-硝基-1,2,4-三唑(ANTA)的合成工艺改进》，2006，14(6):443-445公开了5-氨基-3-硝基-1,2,4-三唑的分子结构及该化合物的改进合成工艺，未见有关性能数据报道，该化合物结构如下所示：经专利技术人计算，5-氨基-3-硝基-1,2,4-三唑的理论密度为1.69g/cm3，计算爆速为8010.5m/s，爆压为24.6GPa，爆热为5083.0kJ/kg。但是该化合物密度较小、能量较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服
技术介绍
的不足和缺陷，提供一种密度较大、能量较高的3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑化合物。本专利技术的3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑化合物的合成路线如下：以3-偕氯肟基-1,2,4-三唑为原料，首先与五氧化二氮反应生成3-氯偕二硝甲基-1,2,4-三唑，再与碘化钾反应生成3-偕二硝甲基-1,2,4-三唑钾盐，最后与二氟化氙反应生成3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑。本专利技术的3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑化合物，其结构式如(I)所示：本专利技术的3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑的合成方法，包括以下步骤：(1)3-氯偕二硝甲基-1,2,4-三唑的合成搅拌下，依次将3-偕氯肟基-1,2,4-三唑、三氯甲烷加入到烧瓶中，分批加入五氧化二氮，加完后升温至45℃反应45min，减压蒸除三氯甲烷，干燥得3-氯偕二硝甲基-1,2,4-三唑；其中3-偕氯肟基-1,2,4-三唑与五氧化二氮的摩尔比为1:4～10。(2)3-偕二硝甲基-1,2,4-三唑钾盐的合成搅拌下，依次将3-氯偕二硝甲基-1,2,4-三唑、甲醇加入到烧瓶中，滴加碘化钾的甲醇溶液，加完后在25℃反应1h，过滤、甲醇洗、干燥得3-偕二硝甲基-1,2,4-三唑钾盐；其中3-氯偕二硝甲基-1,2,4-三唑与碘化钾的摩尔比为1:1～4。(3)3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑的合成搅拌下，依次将3-偕二硝甲基-1,2,4-三唑钾盐、乙腈加入到烧瓶中，然后分批向体系中加入二氟化氙，加完后在25℃保持反应48h，过滤，滤液蒸干溶剂、干燥得3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑；其中3-偕二硝甲基-1,2,4-三唑钾盐与二氟化氙的摩尔比为1:1.5～3。本专利技术的优点：本专利技术的3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑化合物计算密度较大，其密度为1.81g/cm3，对比文件的5-氨基-3-硝基-1,2,4-三唑的计算密度为1.69g/cm3；本专利技术的3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑化合物能量较高，计算其爆速为8365.0m/s，爆压为31.1GPa，爆热为5614.4kJ/kg，对比文件的5-氨基-3-硝基-1,2,4-三唑的计算爆速为8010.5m/s，爆压为24.6GPa，爆热为5083.0kJ/kg。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1(1)3-氯偕二硝甲基-1,2,4-三唑的合成搅拌下，依次将1.5g(0.01mol)3-偕氯肟基-1,2,4-三唑、75.0mL三氯甲烷加入到烧瓶中，分批加入1.5g(0.053mol)五氧化二氮，加完后升温至45℃反应45min，减压蒸除三氯甲烷，干燥得3-氯偕二硝甲基-1,2,4-三唑1.95g，收率为91.9％。结构鉴定：红外光谱：IR(KBr,cm-1),υ：3152,3103(-NH),3025(-CH),1537,1348,1326(-NO2),1476,1385,1279,1052(三唑环)核磁光谱：1HNMR(DMSO-d6,500MHz),δ:8.988(s,1H,CH),9.114(s,1H,NH)；13CNMR(DMSO-d6,125MHz),δ:144.49,147.49,153.09元素分析：分子式C3H2N5O4Cl理论值：C17.36,H0.97,N33.75实测值：C17.33,H0.92,N33.80质谱：(ESI-)m/z：206、208[M-H]-。上述结构鉴定数据证实得到物质确实是3-氯偕二硝甲基-1,2,4-三唑。(2)3-偕二硝甲基-1,2,4-三唑钾盐的合成搅拌下，依次将0.5g(2.4mmol)3-氯偕二硝甲基-1,2,4-三唑、10.0mL甲醇加入到烧瓶中，滴加10.0mL含1.0g(6.0mmol)碘化钾的甲醇溶液，加完后在25℃反应1h，过滤、甲醇洗、干燥得3-偕二硝甲基-1,2,4-三唑钾盐0.31g，收率为61.0％。结构鉴定：红外光谱：IR(KBr,cm-1),υ：3150(-NH),3097(-CH),1538,1520,1359,1323(-NO2),2879,1463,1377,1243,1099(三唑环)核磁光谱：1HNMR(H2O-d2,500MHz),δ:8.503(s,1H,CH)；13CNMR(H2O-d2,125MHz),δ:126.90,146.17,150.91元素分析：分子式C3H2N5O4K理论值：C17.06,H0.95,N33.16实测值：C17.13,H0.91,N33.22上述结构鉴定数据证实得到物质确实是3-偕二硝甲基-1,2,4-三唑钾盐。(3)3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑的合成搅拌下，依次将0.15g(0.71mmol)3-偕二硝甲基-1,2,4-三唑钾盐、8.0mL乙腈加入到烧瓶中，然后分批向体系中加入0.25g(1.49mmol)二氟化氙，加完后在25℃保持反应48h，过滤，滤液蒸干溶剂、干燥得3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三唑0.077g，收率为56.6％。结构鉴定：红外光谱：IR(KBr,cm-1),υ：3142(-NH),2908(-CH),1520,1348,1314(-NO2),本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3‑氟偕二硝甲基‑1,2,4‑三唑化合物，其结构式如(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一种3-氟偕二硝甲基-1,2,4-三...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚南，毕福强，舒远杰，王伯周，翟连杰，张生勇，霍欢，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61