4,5制造技术

本发明专利技术公开了一种4,5

【技术实现步骤摘要】
4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐及合成方法


[0001]本专利技术属于含能材料领域，涉及一种气体发生剂，特别是一种4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐及其合成方法。

技术介绍

[0002]气体发生剂是指在燃烧后释放出大量气体的一类化合物。低燃温，高放气量的气体发生剂成为科学家追求的目标。通常，气体发生剂配方由可燃剂，氧化剂，冷却剂，燃速调节剂和粘合剂等组成。其中，作为主要组份的可燃剂与氧化剂在燃烧反应后释放出大量的气体的同时，又确保了燃烧反应的充分进行，减少有害气体(CO，NO
x
等)的产生，因此，可燃剂与氧化剂的性质对气体发生剂的应用起到了至关重要的作用。
[0003]由于叠氮化钠(NaN3)在燃温，感度性质，气体产物以及工艺流程等方面均表现出不错的性质，所以，在气体发生剂的领域内叠氮化钠(NaN3)常被用作可燃剂组份。但是，从安全与环保角度考虑，NaN3本身具有剧毒性(LD50
*
＝27mg kg-1
)，在储存，转运以及使用过程中存在很大的安全隐患，同时其燃烧后有大量的残渣的产生，不利于环境治理，这就大大限制了它的使用。因此，无金属的含能化合物的研究为安全高效的可燃剂组份研究提供了新的方向。随着高能钝感含能材料的深入研究，人们发现1，2，4-三唑环在生成焓(ΔH＝192kJ mol-1
)以及氮含量表现出较大的优势。同时，成盐后的三唑环不仅在在感度与热稳定性方面也表现出不错的性质，而且在放气量方面显示出优势。与NaN3相比，三唑环类含能离子盐显示了很大的优势：(1)无毒无害；(2)高含氮量，其燃烧产物多为氮气；(3)正生成焓，确保了燃烧的热释放；(4)无金属离子的存在，燃烧后无残渣剩余。同时，由于硝酸胍(GN)组份的气体发生剂中仅有难以断裂的C-NH2，与GN相比，本专利技术的化合物引入易断裂基团(-NHNO2，-N-N)，有效的提高了气体发生剂的燃速。本专利技术的离子盐满足了气体发生剂对低毒，高性能，绿色以及安全的可燃剂的追求。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种气体发生剂组份4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐，改善气体发生剂的应用现状。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案是：一种4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐(式1,2,3)，其结构如下：
[0006][0007]4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐(式4)，其结构如下：
[0008][0009]上述4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐(式1,2,3)的合成方法，包括：
[0010](1)将3-氨基-5-羧基-1，2，4-三唑I与1，3-二氨基胍盐酸盐II在多聚磷酸反应体系下发生关环反应制备4,5,5
’-
三氨基-3,3
’-
1,2,4-三唑III的步骤，
[0011][0012](2)将4,5,5
’-
三氨基-3,3
’-
1,2,4-三唑III与100wt％硝酸发生硝化反应制备4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑IV的步骤，
[0013][0014](3)将4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑IV与氨水、水合肼或羟胺水溶液任意一种发生成盐反应制备目标产物的步骤，
[0015][0016]优选的，步骤(1)，多聚磷酸反应体系为比例为1g：1.4～5ml的五氧化二磷与正磷
酸的混合体系。
[0017]优选的，步骤(1)中，2-氨基-5-羧基-1，2，4-三唑与1，3-二氨基胍盐酸盐摩尔比为1：1～5。
[0018]优选的，步骤(1)中，反应温度为110～140℃。
[0019]优选的，步骤(2)中，4,5,5
’-
三氨基-3,3
’-
1,2,4-三唑与100wt％硝酸的质量体积比为1g：5～20ml。
[0020]优选的，步骤(2)中，反应温度-15℃～-5℃。
[0021]优选的，步骤(3)中，反应体系溶剂为水、乙腈、甲醇和乙醇中任意一种；反应温度是25℃～80℃。
[0022]上述4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐(式4)的合成方法，包括：
[0023](1)将3-氨基-5-羧基-1，2，4-三唑I与1，3-二氨基胍盐酸盐II在多聚磷酸反应体系下发生关环反应制备4,5,5
’-
三氨基-3,3
’-
1,2,4-三唑III的步骤，
[0024][0025](2)将4,5,5
’-
三氨基-3,3
’-
1,2,4-三唑III与100wt％硝酸发生硝化反应制备4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑IV的步骤，
[0026][0027](3)将4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑IV与碱性试剂水溶液发生反应后，再与三氨基胍盐酸盐发生成盐反应制备目标产物的步骤，
[0028][0029]优选的，步骤(1)，多聚磷酸反应体系为比例为1g：1～5ml的五氧化二磷与正磷酸的混合体系。
[0030]优选的，步骤(1)中，2-氨基-5-羧基-1，2，4-三唑与1，3-二氨基胍盐酸盐摩尔比为1：1～4。
[0031]优选的，步骤(1)中，反应温度为110～140℃。
[0032]优选的，步骤(2)中，4,5,5
’-
三氨基-3,3
’-
1,2,4-三唑与100wt％硝酸的质量体积比为1g：5～20ml。
[0033]优选的，步骤(2)中，反应温度-15℃～-5℃。
[0034]优选的，步骤(3)中，碱性试剂选自NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3和KHCO3中任意一种；4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑与三氨基胍盐酸盐的摩尔比为1：2～5；反应温度为60℃～100℃。
[0035]与常用的气体发生剂组份叠氮化钠(NaN3)以及硝酸胍(GN)相比，本专利技术具有以下优点：
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐，其特征在于，其结构如下：2.一种4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐，其结构如下：3.如权利要求1所述的4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐的合成方法，其特征在于，包括：(1)将3-氨基-5-羧基-1，2，4-三唑I与1，3-二氨基胍盐酸盐II在多聚磷酸反应体系下发生关环反应制备4,5,5
’-
三氨基-3,3
’-
1,2,4-三唑III的步骤，(2)将4,5,5
’-
三氨基-3,3
’-
1,2,4-三唑III与100wt％硝酸发生硝化反应制备4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑IV的步骤，(3)将4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑IV与氨水、水合肼或羟胺水溶液任意一种发生成盐反应制备目标产物的步骤，
4.如权利要求2所述的4,5
’-
二硝胺基-5-氨基-3,3
’-
联-1,2,4-三唑含能离子盐的合成方法，其特征在于，包括：(1)将3-氨基-5-羧基-1，2，4-三唑I与1，3-二氨基胍盐酸盐II在多聚磷酸反应体系下发生关环反应制备4,5,5
’-
三氨基-3,3
’-
1,2,4-三唑III的步骤，(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨红伟，薛钰冰，程广斌，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：