一种5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种5,5’‑联四唑‑1,1’‑二氧二钠盐的合成方法，属于含能材料技术领域。包括以下步骤：步骤一：将二氯乙二肟分批加入DMF溶剂中，搅拌，分批缓慢加入叠氮化钠进行叠氮化反应；步骤二：当步骤一中叠氮化反应结束后，缓慢向体系中加入乙醚，通入氯化氢气体进行环化反应，并加载超声波外场辅助；步骤三：减压蒸馏去除乙醚和氯化氢气体，加水稀释后加入氢氧化钠溶液将反应体系pH调节至6，过滤、洗涤得到5,5’‑联四唑‑1,1’‑二氧二钠盐白色固体。本发明专利技术采用加载超声外场辅助的“一锅法”合成5,5’‑联四唑‑1,1’‑二氧二钠盐，合成方法操作简便、反应条件温和、避免中间产物的分离，环化反应时间缩短至4h‑6h，反应时间大大缩短，易于工业化放大。

A Synthesis Method of 5,5'-Bitetrazole-1,1'-Sodium Dioxide Salt

The invention discloses a method for synthesizing 5,5'1' sodium dioxide salt, which belongs to the technical field of energetic materials. It includes the following steps: first, adding dichloroglyoxime in batches into DMF solvent, stirring, slowly adding sodium azide in batches for azide reaction; second, adding ether to the system slowly after azide reaction in step 1, cyclizing with hydrogen chloride gas, and loading ultrasonic field assistance; third, removing ether and chlorination by vacuum distillation. Hydrogen gas is diluted with water and then added with sodium hydroxide solution to adjust the pH of the reaction system to 6. The white solid of 5,5' The present invention synthesizes 5,5'1,1' sodium dioxide salt by one-pot method assisted by loading ultrasound field. The synthetic method is simple, mild, avoids separation of intermediate products, shortens the cyclization reaction time to

【技术实现步骤摘要】
一种5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的合成方法
本专利技术属于含能材料
，具体涉及一种5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的合成方法。
技术介绍
5,5’-联四唑-1,1’-二羟胺盐(TKX-50)是一种新型的高能低感含能化合物，其爆轰性能优于HMX且接近CL-20，密度1.905g/cm3、爆速9698m/s、爆4.24×107Pa、生成焓446.6kJ/mol，热安定性优异，起始分解温度为221℃，感度低于RDX、HMX等常用高能炸药，撞击感度和摩擦感度分别为10％和40％，是迄今为止能量与感度契合度最佳的新型CHNO类单质炸药。基于TKX-50优良性能及应用前景，国内外开展了TKX-50的合成和应用研究。5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐是制备TKX-50的关键中间体，通过二氯乙二肟叠氮化和环化“一锅法”合成。但制备5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的环化反应时间需要24h-36h，不仅增加了劳动成本，强酸性反应体系加速了设备的老化，成为限制TKX-50工程化的关键因素。近年来，国内外各大研究机构均致力于5,5’-联四唑-1,1’-二氧含能离子盐的合成工艺优化，但收效甚微。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的超声“一锅法”合成，缩短中间步骤环化反应的时间，旨在为含能材料的应用提供适用于一种易于工业化放大的制备方法。为了达到上述的技术效果，本专利技术采取以下技术方案：一种5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的合成方法，包括以下步骤：步骤一：将二氯乙二肟分批加入DMF溶剂中，搅拌，分批缓慢加入叠氮化钠进行叠氮化反应；步骤二：当步骤一中叠氮化反应结束后，缓慢向体系中加入乙醚，通入氯化氢气体进行环化反应，并加载超声波外场辅助；步骤三：减压蒸馏去除乙醚和氯化氢气体，加水稀释后加入氢氧化钠溶液将反应体系pH调节至6，过滤、洗涤得到5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐白色固体。根据本专利技术你的实施例，所述步骤一中，加入叠氮化钠时的环境温度为0℃以下。根据本专利技术你的实施例，所述步骤一中，叠氮化反应的反应时间为2h。根据本专利技术你的实施例，所述步骤二中，二氯乙二肟与加入的乙醚的质量体积为1g:6mL。根据本专利技术你的实施例，所述步骤二中，通入氯化氢气体的时间为2h。根据本专利技术你的实施例，所述步骤二中，环化反应的反应温度为40℃-50℃。根据本专利技术你的实施例，所述步骤二中，环化反应的反应时间为4h-6h。根据本专利技术你的实施例，所述步骤二中，所述的加载超声波外场辅助的超声波强度为25KHz-40KHz。根据本专利技术你的实施例，所述步骤三中，加入的氢氧化钠溶液的浓度为2M。根据本专利技术你的实施例，所述步骤三中，所述的洗涤为用冰水洗涤5次。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：超声波技术作为一种物理手段和工具，其应用的领域以及应用程度都在不断地扩展和深入，对世界各个行业的工作都发挥了极大的作用。选择合适频率的超声波应用于有机合成的均相反应中，可在溶液中产生数以万计的小气泡循环“爆破”，正是这些气泡在负压区形成并生长，在正压区迅速闭合即瞬间爆破，使得反应体系中出现不同的反应区域，具有起到激发或促进化学反应、加快反应速度以及缩短反应时间等优点。本专利技术采用加载超声外场辅助的“一锅法”合成5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐，合成方法操作简便、反应条件温和、避免中间产物的分离，环化反应时间缩短至4h-6h，反应时间大大缩短，易于工业化放大。附图说明图1为5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的合成路线示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本专利技术的保护范围。实施例1本专利技术的合成路线如图1所示：5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的合成方法，包括以下步骤：以二氯乙二肟为原料，通过“一锅法”完成叠氮化、环化反应和成盐三步反应，得到产物5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐。具体为：包括以下步骤：步骤一：将二氯乙二肟分批加入DMF溶剂中，搅拌，分批缓慢加入叠氮化钠进行叠氮化反应；步骤二：当步骤一中叠氮化反应结束后，缓慢向体系中加入乙醚，通入氯化氢气体进行环化反应，并加载超声波外场辅助；步骤三：减压蒸馏去除乙醚和氯化氢气体，加水稀释后加入氢氧化钠溶液将反应体系pH调节至6，过滤、洗涤得到5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐白色固体。根据本专利技术你的实施例，所述步骤一中，加入叠氮化钠时的环境温度为0℃以下。根据本专利技术你的实施例，所述步骤一中，叠氮化反应的反应时间为2h。根据本专利技术你的实施例，所述步骤二中，二氯乙二肟与加入的乙醚的质量体积为1g:6mL。根据本专利技术你的实施例，所述步骤二中，通入氯化氢气体的时间为2h。根据本专利技术你的实施例，所述步骤二中，环化反应的反应温度为40℃-50℃。根据本专利技术你的实施例，所述步骤二中，环化反应的反应时间为4h-6h。根据本专利技术你的实施例，所述步骤二中，所述的加载超声波外场辅助的超声波强度为25KHz-40KHz。根据本专利技术你的实施例，所述步骤三中，加入的氢氧化钠溶液的浓度为2M。根据本专利技术你的实施例，所述步骤三中，所述的洗涤为用冰水洗涤5次。实施例2在室温下，将10g二氯乙二肟分批加入50mlDMF溶剂中，搅拌，并于0℃下分批缓慢加入10g叠氮化钠进行叠氮化反应，反应时间为2h；反应结束后，缓慢向体系中加入60mL的乙醚，通入2小时的氯化氢气体进行环化反应，并加载25KHz超声波外场辅助，控制反应温度于40℃下反应4h，减压蒸馏去除乙醚和氯化氢气体，加水稀释后加入2M的氢氧化钠溶液将反应体系pH调节至6，过滤、冰水洗涤5次，得到5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐白色固体10.5g，得率77％。实施例3在室温下，将10g二氯乙二肟分批加入50mlDMF溶剂中，搅拌，并于0℃下分批缓慢加入10g叠氮化钠进行叠氮化反应，反应时间为2h；反应结束后，缓慢向体系中加入60mL的乙醚，通入2小时的氯化氢气体进行环化反应，并加载25KHz超声波外场辅助，控制反应温度于40℃下反应5h，减压蒸馏去除乙醚和氯化氢气体，加水稀释后加入2M的氢氧化钠溶液将反应体系pH调节至6，过滤、冰水洗涤5次，得到5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐白色固体11.5g，得率84％。实施例4在室温下，将10g二氯乙二肟分批加入50mlDMF溶剂中，搅拌，并于0℃下分批缓慢加入10g叠氮化钠进行叠氮化反应，反应时间为2h；反应结束后，缓慢向体系中加入60mL的乙醚，通入2小时的氯化氢气体进行环化反应，并加载25KHz超声波外场辅助，控制反应温度于40℃下反应6h，减压蒸馏去除乙醚和氯化氢气体，加水稀释后加入2M的氢氧化钠溶液将反应体系pH调节至6，过滤、冰水洗涤5次，得到5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐白色固体11.8g，得率87％。实施例5在室温下，将10g二氯乙二肟分批加入50mlDMF溶剂中，搅拌，并于0℃下分批缓慢加入10g叠氮化钠进行叠氮化反应，反应时间为2h；反应结束后，缓慢向体系中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5,5’‑联四唑‑1,1’‑二氧二钠盐的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将二氯乙二肟分批加入DMF溶剂中，搅拌，分批缓慢加入叠氮化钠进行叠氮化反应；步骤二：当步骤一中叠氮化反应结束后，缓慢向体系中加入乙醚，通入氯化氢气体进行环化反应，并加载超声波外场辅助；步骤三：减压蒸馏去除乙醚和氯化氢气体，加水稀释后加入氢氧化钠溶液将反应体系pH调节至6，过滤、洗涤得到5,5’‑联四唑‑1,1’‑二氧二钠盐白色固体。

【技术特征摘要】
1.一种5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将二氯乙二肟分批加入DMF溶剂中，搅拌，分批缓慢加入叠氮化钠进行叠氮化反应；步骤二：当步骤一中叠氮化反应结束后，缓慢向体系中加入乙醚，通入氯化氢气体进行环化反应，并加载超声波外场辅助；步骤三：减压蒸馏去除乙醚和氯化氢气体，加水稀释后加入氢氧化钠溶液将反应体系pH调节至6，过滤、洗涤得到5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐白色固体。2.根据权利要求1所述的一种5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的合成方法，其特征在于：所述步骤一中，加入叠氮化钠时的环境温度为0℃以下。3.根据权利要求2所述的一种5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的合成方法，其特征在于：所述步骤一中，叠氮化反应的反应时间为2h。4.根据权利要求1所述的一种5,5’-联四唑-1,1’-二氧二钠盐的合成方法，其特征在于：所述步骤二中，二氯乙二肟与加入的乙醚的质量体积为1g:6m...

【专利技术属性】
技术研发人员：范桂娟，卢欢唱，廖龙渝，张祯琦，王述存，
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