一种室温溶解富氢键材料组合溶剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种室温溶解富氢键材料组合溶剂的制备方法，通过研发了基于氢键拆分与位点阻隔的协同溶解技术，通过溶剂阴分子拆分炸药的氢键网络、溶剂阳离子阻隔炸药氢键间的相互联系，溶剂阴、阳离子的协同作用大幅提升富氢键炸药的室温溶解性，提升了富氢键材料的室温溶解性，实现了三氨基

【技术实现步骤摘要】
一种室温溶解富氢键材料组合溶剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及含含能材料、溶液化学
，尤其涉及一种室温溶解富氢键材料组合溶剂的制备方法。

技术介绍

[0002]三氨基
‑
三硝基苯、2,6
‑
二氨基
‑
3,5
‑
二硝基吡嗪
‑1‑
氧化物、2,4,6
‑
三氨基
‑5‑
硝基嘧啶
‑
1,3
‑
二氧化物等小分子富氢键材料具有丰富的氢键，形成了分子内外的强氢键作用，赋予了它们非常优异的结构稳定性。然而，富氢键作用在加强结构稳定性的同时，也限制了溶剂分子对富氢键材料的溶解作用，导致富氢键材料在传统有机溶剂中的溶解性普遍较差，如三氨基
‑
三硝基苯在溶解度最强的有机溶剂二甲亚砜中的最高溶解度仅为70ppm，2,4,6
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三氨基
‑5‑
硝基嘧啶
‑
1,3
‑
二氧化物在二甲亚砜的最高溶解度仅为0.02wt％。虽然浓硫酸在室温下对富氢键材料具有一定的溶解度，但是浓硫酸具有强腐蚀性、氧化性和酸性，在溶解过程中不仅易使富氢键材料发生氧化降解，还给溶解操作带来了极大的安全风险。近年来，一些离子液体通过其阴离子与富氢键材料发生氢键作用，以减弱富氢键材料内部的氢键影响，对富氢键材料的溶解性有一定提升，但在室温下的溶解性仍较低，大多低于0.5wt％。因此，需要发展绿色、温和、溶解性好的新型溶剂与溶解技术，实现在室温下对富氢键材料的高效溶解。

技术实现思路

[0003]针对当前富氢键材料在室温下溶解性较差的问题，本专利技术开发了基于正四长链烷基铵盐组合溶剂，研发了基于氢键拆分与位点阻隔的协同溶解技术，通过溶剂阴分子拆分炸药的氢键网络、溶剂阳离子阻隔炸药氢键间的相互联系，溶剂阴、阳离子的协同作用大幅提升富氢键炸药的室温溶解性，提升了富氢键材料的室温溶解性，实现了三氨基
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三硝基苯、2,6
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二氨基
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3,5
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二硝基吡嗪
‑1‑
氧化物、2,4,6
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三氨基
‑5‑
硝基嘧啶
‑
1,3
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二氧化物等小分子富氢键材料的室温高效溶解。
[0004]为实现构建室温溶解富氢键材料的新型组合溶剂与溶解技术的目标，将采用有机合成方法制备具有特定结构和功能的新型组合溶剂。以不同链长的三烷基铵为原料，在特定环境下经过一系列有机合成反应制备得到不同链长的正四烷基氟化铵，再将正四烷基氟化铵与不同有机溶剂按照一定比例混合得到一系列新型组合溶剂。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0006]一种室温溶解富氢键材料组合溶剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1、三烷基胺与具有同样链长的烷基溴化物在乙酸乙酯溶剂中回流反应2
‑
4d，反应温度为70
‑
90℃；反应完成后，得到相应链长的正四烷基溴化铵；
[0008]步骤2、将得到的正四烷基溴化铵溶于甲醇溶液中，并加入足量氟化银溶液发生离子交换反应，得到正四烷基氟化铵；
[0009]步骤3、正四烷基氟化铵分别与不同的有机溶剂按不同比例进行混合，待完全溶解
后即得到基于正四烷基氟化铵的组合溶剂。
[0010]进一步方案为，所述步骤1中，三烷基胺包括三甲基胺、三乙基胺、三丁基胺、三己基胺、三辛基胺。
[0011]进一步方案为，所述步骤1中，反应完成后，对反应粗产物进行减压蒸馏回收反应溶剂和溴代辛烷，采用二氯甲烷和去离子水进行萃取收集有机相，接着，用无水硫酸钠干燥有机相，再过滤除掉干燥剂、旋蒸除掉二氯甲烷，并对粘糊状产物放入真空干燥箱干燥得到固体的正四烷基溴化铵。
[0012]进一步方案为，所述步骤2中，反应12
‑
24个小时后，过滤出去不溶物，收集滤液行减压蒸馏回收反应溶剂、除去水分，得到固体的正四烷基氟化铵。
[0013]进一步方案为，所述步骤3中，有机溶剂包括二甲亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇、环己烷；混合比例包括10％、20％、30％、40％、50％。
[0014]本专利技术另一方面还提供了提供上述制备方法得到的组合溶剂及其用途。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]本专利技术通过增长溶剂中烷基铵的链长，提升了溶剂的碱性，使溶剂氟离子与三氨基
‑
三硝基苯弱的氢键作用转化为夺取三氨基
‑
三硝基苯中氨基上的氢，使三氨基
‑
三硝基苯去质子化，彻底破坏三氨基
‑
三硝基苯的氢键网络。接着，随着烷基铵盐链长的增加，烷基铵围绕去质子化的三氨基
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三硝基苯形成类似三维反胶束，彻底阻隔三氨基
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三硝基苯分子间的氢键联系，进而大幅提升了对三氨基
‑
三硝基苯的溶解性。通过组合溶剂阴、阳离子协同作用提升对三氨基
‑
三硝基苯的溶解性。并且，组合溶剂中有机溶剂组分的极性和比例对三氨基
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三硝基苯也有影响，二甲基亚砜、二甲基甲酰胺等高极性溶剂按照50％的比例与正四辛基氟化铵形成组合溶剂时，对富氢键材料具有最好的溶解性，在室温下对三氨基
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三硝基苯为20wt％，对2,6
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二氨基
‑
3,5
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二硝基吡嗪
‑1‑
氧化物的溶解度达12wt％、2,4,6
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三氨基
‑5‑
硝基嘧啶
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1,3
‑
二氧化物的溶解性达10wt％。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术组合溶剂正四辛基氟化铵组分的制备路线图；
[0019]1：三辛胺，2：溴代辛烷，3：正四辛基溴化铵，4：正四辛基氟化铵；
[0020]图2为本专利技术不同链长溶剂与三氨基
‑
三硝基苯的溶解性关系；
[0021]A：正四甲基氟化铵类溶剂，B：正四乙基氟化铵类溶剂，C：正四丁基氟化铵类溶剂，D：正四己基氟化铵类溶剂，E：正四辛基氟化铵类溶剂；
[0022]图3为本专利技术组合溶剂中有机溶剂类型与三氨基
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三硝基苯的溶解性关系；
[0023]A：环己烷类溶剂，B：乙腈类溶剂，C：甲醇类溶剂，D：二甲基甲酰胺，E：二甲亚砜；
[0024]图4为本专利技术组合溶剂中正四辛基氟化铵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室温溶解富氢键材料组合溶剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、三烷基胺与具有同样链长的烷基溴化物在乙酸乙酯溶剂中回流反应2
‑
4d，反应温度为70
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90℃；反应完成后，得到相应链长的正四烷基溴化铵；步骤2、将得到的正四烷基溴化铵溶于甲醇溶液中，并加入足量氟化银溶液发生离子交换反应，得到正四烷基氟化铵；步骤3、正四烷基氟化铵分别与不同的有机溶剂按不同比例进行混合，待完全溶解后即得到基于正四烷基氟化铵的组合溶剂。2.如权利要求1所述的一种室温溶解富氢键材料组合溶剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，三烷基胺包括三甲基胺、三乙基胺、三丁基胺、三己基胺、三辛基胺。3.如权利要求1所述的一种室温溶解富氢键材料组合溶剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，反应完成后，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建波，李诗纯，刘渝，
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：