二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐的合成方法，包括如下步骤：用胺化试剂NH2OSO3H对二呋咱并哌嗪胺化得到二氨基取代的DFP；经过硝硫混酸进行硝胺化反应得到硝胺中间体；鉴于硝胺中间体的高感度和不稳定性，不进行分离直接与各种有机碱反应得到各种二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐。本发明专利技术还提供了二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐的具体结构和性能。获得了几种全新的二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐，开拓了基于DFP的含能材料的范围。

Two furazan and piperazine nitramine high energy ionic salt and its synthesis method

The invention discloses a method for synthesizing two furazano piperazine nitramine energetic ion salt, which comprises the following steps: two to two DFP amino substituted furazan and piperazine for amination of amination reagent NH2OSO3H; after sulfur nitrate mixed acid nitrate obtained nitramine amination reaction intermediates; given the high sense of nitramine intermediate degree and instability are not separated directly with organic alkali reaction two furazano piperazine nitramine energetic ion salt. The invention also provides the specific structure and properties of the two furazan and the high energy ionic salt of the piperazine nitramine. Several new two furazan and piperazine nitramine high-energy ionic salts have been obtained, which opened up the range of energetic materials based on DFP.

【技术实现步骤摘要】
二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐及其合成方法
本专利技术涉及一种材料及其制备方法，具体涉及一种二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐及其合成方法，属于含能材料制备领域。
技术介绍
含能材料是武器装备的核心材料之一，在国防工业中发挥着重要作用。随着科技的进步与发展，常规武器发生了质的飞跃，涌现出了各种新型精确打击、高效毁伤武器装备。新型武器的发展对作为武器能量载体的含能材料提出了更高的要求，其能量水平的提高可能显著提高和改善武器系统的效能。在未来的武器研究与发展中，高能材料将会成为提高常规武器高效毁伤能力的主要发展趋势。研发出综合性能优异的新一代高能材料刻不容缓，对提升我国的国防事业具有十分重大的意义。近年来，设计及合成基于富氮杂环骨架的炸药分子已然成为含能材料领域的研究热点。这些富氮杂环主要包括呋咱、三唑、四唑、和嗪类等化合物。在这些富氮杂环中，呋咱分子中含有两个C＝N键和两个N-O键，自身的氧原子有利于促进氧平衡，而二呋咱并哌嗪类化合物是一类新型的呋咱化合物，带有两个呋咱功能团，分子结构对称，氮氧含量丰富，具有较高的熔点、密度、能量和正生成焓，可以显著提高炸药和推进剂的能量，增强爆炸和燃烧性能。因此，深入研究二呋咱并哌嗪(DFP)骨架的衍生化修饰，有很高的可能性获得一系列高能炸药或者爆轰性能优异、感度较低的富氮含能材料。Tselinskii等报道一些硝基或者偕二硝基取代的DFPs含能衍生物，但是对其爆轰性能没有研究。此外，硝基苯和硝酸酯取代的DFPs也有报道，由于其氧平衡较低，仅具有中等的爆速和爆压。基于DFP的硝胺类含能材料还未见报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐的合成方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐的合成方法，包括如下步骤：用胺化试剂NH2OSO3H对二呋咱并哌嗪胺化得到二氨基取代的DFP，即经过硝硫混酸进行硝胺化反应得到硝胺中间体鉴于硝胺中间体的高感度和不稳定性，不进行分离直接与各种有机碱反应得到各种二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐其中，M+是NH4+、N2H5+、NH3OH+、本专利技术还提供了一种二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐，是通过本专利技术的制备方法制备得到的。所述的二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐具有如下结构：其中，M+是NH4+、N2H5+、NH3OH+、当M+是NH4+时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐为白色固体,IR(KBr):ν＝3195,1652,1575,1528,1463,1402,1296,1110,988,933,875,819,805,778,715,619,533cm-1.1HNMR(600MHz,DMSO-d6):δ＝7.11(s,8H)ppm.13CNMR(150MHz,DMSO-d6):δ＝146.8ppm.Elementalanalysis,calcd(％)forC4H8N12O6(320.07):C:15.01,H:2.52,N:52.50,Found,C:14.59,H:2.59,N:53.40。当M+是N2H5+时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐为白色固体,IR(KBr):ν＝3437,3061,1650,1594,1567,1399,1360,1313,1107,954,932,819,804,783,716,536cm-1.1HNMR(600MHz,DMSO-d6):δ＝7.05(s,14H)ppm.13CNMR(150MHz,DMSO-d6):δ＝146.7ppm.Elementalanalysis,calcd(％)forC4H10N16O6(350.09):C:13.72,H:2.88,N:55.99,Found,C:13.42,H:2.86,N:57.26。当M+是NH3OH+时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐为白色固体，IR(KBr):ν＝3437,1650,1595,1568,1400,1359,1313,1108,1004,932,820,804,778,716,536cm-1.1HNMR(400MHz,DMSO-d6):δ＝10.07(s,8H)ppm.13CNMR(100MHz,DMSO-d6):δ＝146.8ppm.Elementalanalysis,calcd(％)forC4H8N12O8(352.06):C:13.64,H:2.29,N:47.73,Found,C:13.36,H:2.40,N:49.16。当M+是时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐为白色固体，IR(KBr):ν＝3393,3198,1668,1580,1568,1405,1359,1311,1288,1109,933,820,778,716,532,503cm-1.1HNMR(400MHz,DMSO-d6):δ＝6.93(s,12H)ppm.13CNMR(100MHz,DMSO-d6):δ＝146.8,157.9ppm.Elementalanalysis,calcd(％)forC6H12N16O6(404.11):C:17.83,H:2.99,N:55.44,Found,C:17.41,H:3.27,N:56.01。当M+是时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐为白色固体，IR(KBr):ν＝3451,3367,3299,1655,1672,1567,1400,1359,1313,1108,992,932,819,804,778,611,535,503,475cm-1.1HNMR(400MHz,DMSO-d6):δ＝4.68(s,4H),6.73(s,4H),7.25(s,4H),8.56(s,2H)ppm.13CNMR(100MHz,DMSO-d6):δ＝146.8,158.8ppm.Elementalanalysis,calcd(％)forC6H14N18O6(434.13):C:16.59,H:3.25,N:58.05,Found,C:16.54,H:3.20,N:59.30。当M+是时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐为白色固体，IR(KBr):ν＝3480,3390,3316,1686,1649,1568,1526,1403,1364,1313,1275,1205,1110,955,934,813,777,740,675,553cm-1.1HNMR(400MHz,DMSO-d6):δ＝4.58,7.13,8.54ppm.13CNMR(100MHz,DMSO-d6):δ＝146.8,159.7ppm.Elementalanalysis,calcd(％)forC6H16N20O6(464.33):C:15.52,H:3.47,N:60.33,Found,C:17.30,H:3.64,N:62.12。当M+是时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐为白色固体，IR(KBr):ν＝3319,3212,1686,1568,1406,1310,1128,952,932,820,778,638,604,535cm-1.1HNMR(400MHz,DMSO-d6):δ＝4.48(s,12H),8.59(s,6H)ppm.13CNMR(100MHz,DMSO-d6):δ＝146.8,159.1ppm.Element本文档来自技高网...

【技术保护点】
二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐的合成方法，其特征在于包括如下步骤：用胺化试剂NH2OSO3H对二呋咱并哌嗪胺化得到二氨基取代的DFP，即

【技术特征摘要】
1.二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐的合成方法，其特征在于包括如下步骤：用胺化试剂NH2OSO3H对二呋咱并哌嗪胺化得到二氨基取代的DFP，即经过硝硫混酸进行硝胺化反应得到硝胺中间体鉴于硝胺中间体的高感度和不稳定性，不进行分离直接与各种有机碱反应得到各种二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐其中，M+是NH4+、N2H5+、NH3OH+、2.二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐，其特征在于：是通过权利要求1所述二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐的合成方法制备得到的。3.根据权利要求2所述二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐，其特征在于：所述二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐具有如下结构：其中，M+是NH4+、N2H5+、NH3OH+、4.根据权利要求3所述二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐，其特征在于：当M+是NH4+时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐为白色固体,IR(KBr):ν＝3195,1652,1575,1528,1463,1402,1296,1110,988,933,875,819,805,778,715,619,533cm-1.1HNMR(600MHz,DMSO-d6):δ＝7.11(s,8H)ppm.13CNMR(150MHz,DMSO-d6):δ＝146.8ppm.Elementalanalysis,calcd(％)forC4H8N12O6(320.07):C:15.01,H:2.52,N:52.50,Found,C:14.59,H:2.59,N:53.40；当M+是N2H5+时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐为白色固体,IR(KBr):ν＝3437,3061,1650,1594,1567,1399,1360,1313,1107,954,932,819,804,783,716,536cm-1.1HNMR(600MHz,DMSO-d6):δ＝7.05(s,14H)ppm.13CNMR(150MHz,DMSO-d6):δ＝146.7ppm.Elementalanalysis,calcd(％)forC4H10N16O6(350.09):C:13.72,H:2.88,N:55.99,Found,C:13.42,H:2.86,N:57.26；当M+是NH3OH+时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离子盐为白色固体，IR(KBr):ν＝3437,1650,1595,1568,1400,1359,1313,1108,1004,932,820,804,778,716,536cm-1.1HNMR(400MHz,DMSO-d6):δ＝10.07(s,8H)ppm.13CNMR(100MHz,DMSO-d6):δ＝146.8ppm.Elementalanalysis,calcd(％)forC4H8N12O8(352.06):C:13.64,H:2.29,N:47.73,Found,C:13.36,H:2.40,N:49.16；当M+是时，二呋咱并哌嗪硝胺类高能离...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆华，李卫，王康才，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51