【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高4-氨基-3,5-二硝基吡唑氧平衡的高能硝仿基化合物及其制备方法，属于含能材料。
技术介绍
1、4-氨基-3,5-二硝基吡唑(llm-116)的密度为1.9g·cm-3，其能量为环四亚甲基四硝胺(hmx)的90％，h50为167.5cm，爆速为8.24km·s-1，爆压为29.42gpa。1993年美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室设计出llm-116，近十年后，该实验室通过vns反应将llm-116合成出来。2007年，西安近代化学研究所的汪营磊等研究了vns反应的机理及影响因素，并优化出了最佳反应条件(火炸药学报，2007，30：20-23)。2010年，hervé等氨化3,4,5-三硝基吡唑合成了llm-116(angew.chem.int.ed.，2010，49：3177-3181)。2012年dalinger等氨化4-氯-3,5-二硝基吡唑合成了llm-116(synthesis，2012，44：2058-2064)。llm-116作为一种高能低感含能材料具有重要的应用前景。
2、由于硝基的诱导作用，使llm-116中吡唑环氮上的h有一定的酸性，可与一些碱性物质(如胍、三氨基胍、脒基脲等)形成各种有机胺盐；与金属离子(如钾、铅、铜等)形成配合物。2009年，西安近代研究所的王伯周等以llm-116为原料，与2,4,6-三硝基氯苯、三氯三聚氰缩合反应合成了1-苦基-4-氨基-3,5-二硝基吡唑和2,4,6-三(4-氨基-3,5-二硝基吡唑-1-基)-1,3,5-均三嗪(含能材料，2009，1
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种能提高llm-116氧平衡的高能硝仿基化合物及其制备方法。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案：
3、一种高能硝仿基化合物，其化学式为c4h2n8o10，结构式为：
4、
5、该高能硝仿基化合物的晶体结构具有如下特征：
6、晶系：单斜晶系；
7、点群：p21/n；
8、晶胞参数：α＝γ＝90°，β＝98.696(3)°；
9、晶胞体积：
10、z＝8；
11、密度：1.895g·cm-3(193k)。
12、本专利技术提供的一种高能硝仿基化合物的制备方法，包括：
13、(1)将化合物1与氯丙酮和溴化钾在n,n-二甲基甲酰胺中反应合成化合物2的步骤；
14、
15、(2)将化合物2在发烟硝酸和浓硫酸参与下发生硝化反应后经后处理制备目标产物的步骤；
16、
17、较佳的，步骤(1)中，化合物1、溴化钾、氯丙酮的摩尔比为1:1:1.5；反应温度为60～90℃；反应时间为0.5～3h。
18、较佳的，步骤(2)中，发烟硝酸和浓硫酸的体积比为1～1.5:1；发烟硝酸与化合物2的用量比为8～10ml:1g；反应温度为室温。
19、较佳的，步骤(2)中，在15～20℃下，将化合物2分批加入浓硫酸中，在-5～5℃条件下逐滴滴加发烟硝酸，滴完后在此温度下搅拌1h，在2～3h内将反应体系逐渐恢复至室温，然后在此温度下搅拌反应4～8h。
20、较佳的，步骤(2)中，所述的后处理是指：硝化反应结束后，将反应液倒入冰水淬灭，过滤，除去滤饼，滤液在室温下静置24h以上，过滤析出沉淀，得到目标产物。
21、上述高能化合物作为炸药或固体推进剂的氧化剂在武器和航天中的应用。
22、本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：
23、(1)本专利技术的高能化合物具有硝仿基与llm-116直接相连的共价型结构，高能富氧基团与钝感母环的结合达到了能量与稳定性的平衡。
24、(2)本专利技术的高能化合物将llm-116的氧平衡从-32.37％提高到+4.97％。
25、(3)本专利技术的高能化合物的密度为1.866g·cm-3，具有优异的爆轰性能，explo5计算爆压为35.59gpa，爆速为9028m·s-1，理论爆速比llm-116提高约10％。
26、(4)本专利技术高能硝仿基化合物的合成方法中，以合成llm-116的中间体llm-116铵盐为原材料出发，通过两步制备1-硝仿基-4-氨基-3,5-二硝基吡唑，该方法合成简单、产率高，成本较低，适于工程化放大。
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1.一种高能硝仿基化合物，其特征在于，其化学式为C4H2N8O10，结构式为：
2.如权利要求1所述的高能硝仿基化合物，其特征在于，其晶体结构具有如下特征：
3.一种如权利要求1或2所述的高能硝仿基化合物的制备方法，其特征在于，包括：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，化合物1、溴化钾、氯丙酮的摩尔比为1:1:1.5；反应温度为60～90℃；反应时间为0.5～3h。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，发烟硝酸和浓硫酸的体积比为1～1.5:1；发烟硝酸与化合物2的用量比为8～10mL:1g。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，在15～20℃下，将化合物2分批加入浓硫酸中，在-5～5℃条件下逐滴滴加发烟硝酸，滴完后在此温度下搅拌1h，在2～3h内将反应体系逐渐恢复至室温，然后在此温度下搅拌反应4～8h。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的后处理是指：硝化反应结束后，将反应液倒入冰水淬灭，过滤，除去滤饼，滤液在室温下静置24h以上
8.如权利要求1所述的高能硝仿基化合物作为炸药或固体推进剂的氧化剂的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高能硝仿基化合物，其特征在于，其化学式为c4h2n8o10，结构式为：
2.如权利要求1所述的高能硝仿基化合物，其特征在于，其晶体结构具有如下特征：
3.一种如权利要求1或2所述的高能硝仿基化合物的制备方法，其特征在于，包括：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，化合物1、溴化钾、氯丙酮的摩尔比为1:1:1.5；反应温度为60～90℃；反应时间为0.5～3h。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，发烟硝酸和浓硫酸的体积比为1～1.5:1；发烟硝酸与化合物2的用...
【专利技术属性】
技术研发人员：许元刚，陆明，丁路嘉，王鹏程，林秋汉，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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