一种3-(3-硝基-1,2,4-三唑-5-基)-氮杂斯德酮的合成方法技术

本发明专利技术提供了一种3

【技术实现步骤摘要】
一种3
‑
(3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
基)
‑
氮杂斯德酮的合成方法


[0001]本专利技术属于含能材料的制备
，具体涉及一种3
‑
(3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
基)
‑
氮杂斯德酮的合成方法。

技术介绍

[0002]氮杂斯德酮结构是一种内鎓结构的氮氧五元杂环，其氮氧含量高达86.03％、氧平衡为零。该结构类化合物的分子活性氧高于含能材料领域内其他骨架如四唑环和呋咱环等，所含N
‑
O、C
‑
O键在被激发时可以释放出大量能量，能有效地改善含能化合物的密度，提升含能分子的爆轰性能，是构建新型高能量密度化合物非常理想的结构单元。
[0003]Dalinger等人(《azasydnone
–
novel“green”building block fordesigning high energetic compounds，2018，J.Mater.Chem.A2018,6,18669
–
18676》)公开了一种3
‑
(4
‑
硝基苯
‑1‑
基)氮杂斯德酮的合成方法和部分性能数据。其中记载该化合物的爆速为6440ms
‑1，爆压为17.4GPa，但是密度和能量较低，密度仅为1.65gcm
‑3。
[0004]为提升氮杂斯德酮类含能化合物的能量性能，开启氮杂斯德酮结构含能化合物新的发展方向。Gettings等人(《Heterocyclic Nitrilimines and Their Use in the Synthesis of Complex High
‑
Nitrogen Materials，2021，Inorg.Chem.2021,60,11,7607
–
7611》)公开了一种3
‑
氮杂斯德酮基
‑5‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑的合成方法和部分性能数据。该文献中的合成方法主要利用3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑甲醛腙与硝酸铵作用时的环化反应合成3
‑
氮杂斯德酮基
‑5‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑。然而，利用硝酸铵催化环化过程存在难于精确控制环化反应过程，会同时产生较多副产物，使得3
‑
氮杂斯德酮基
‑5‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑的收率和选择性一直不高。
[0005]针对现有技术的缺陷或不足，如何提供一种3
‑
氮杂斯德酮基
‑5‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑的新的合成方法，以期提升反应的选择性和产物的得率，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术就是为了解决上述技术问题，从而提供一种3
‑
(3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
基)
‑
氮杂斯德酮的合成方法。本专利技术的技术目的在于：提供一种反应选择性好、得率高的3
‑
(3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
基)
‑
氮杂斯德酮合成方法，能够使得目标产物的收率达到85％以上。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种3
‑
(3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
基)
‑
氮杂斯德酮的合成方法，包括如下步骤：
[0009](1)将5
‑
(硝基溴亚甲基肼基)
‑3‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑溶于有机溶剂中，然后向其中加入硝酸盐，于室温下进行反应；其中，所述硝酸盐与5
‑
(硝基溴亚甲基肼基)
‑3‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑的摩尔比为1.0～2.2:1；
[0010](2)待反应完毕后，过滤出沉淀，滤液经蒸发、重结晶，得到3
‑
(3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
基)
‑
氮杂斯德酮。
[0011]本专利技术提供的上述合成方法，是以5
‑
(硝基溴亚甲基肼基)
‑3‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑为原料，经硝酸盐催化环化反应即可直接得到目标化合物3
‑
(3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
基)
‑
氮杂斯德酮。本专利技术方法不仅缩短了反应步骤，而且大幅度提高了反应的总收率，本专利技术的合成方法可将目标产物的收率提高到85％以上，很好解决了现有的合成方法存在的收率较低，反应选择性不高的问题。
[0012]作为优选的方案，步骤(1)中，所述硝酸盐与5
‑
(硝基溴亚甲基肼基)
‑3‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑的摩尔比为1.2～1.8:1。
[0013]进一步的是，步骤(1)中，所述硝酸盐包括硝酸钴、硝酸锌、硝酸镍或硝酸铁中的任意一种。
[0014]进一步的是，步骤(1)中，所述有机溶剂包括乙醇、乙腈、四氢呋喃或1,4二氧六环中的任意一种，优选的，所述有机溶剂为乙醇。
[0015]进一步的是，步骤(1)中，步骤(1)中的反应时间为6～18h。
[0016]进一步的是，步骤(2)中，重结晶过程所采用的有机溶剂包括正己烷、环己烷、乙酸乙酯、乙酸异丙酯或二氯甲烷中的任意一种。
[0017]本专利技术的有益效果如下：
[0018]本专利技术提供了一种3
‑
(3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
基)
‑
氮杂斯德酮的新型合成方法，仅涉及一步反应即可高效得到目标产物，本专利技术方法合成工艺简单，目标产物的总收率高达85％以上，具有很好的工业化前景。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3
‑
(3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
基)
‑
氮杂斯德酮的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将5
‑
(硝基溴亚甲基肼基)
‑3‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑溶于有机溶剂中，然后向其中加入硝酸盐催化剂，于室温下进行反应；其中，所述硝酸盐与5
‑
(硝基溴亚甲基肼基)
‑3‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑的摩尔比为1.0～2.2:1；(2)待反应完毕后，过滤出沉淀，滤液经蒸发、重结晶，得到3
‑
(3
‑
硝基
‑
1,2,4
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：伍波，李兆乾，刘勋，裴重华，段晓惠，罗庆平，沈金朋，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：