含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物及制备方法技术

＊＊＊ （Ⅱ） 本发明专利技术公开式ＷＡ↓［ｎ］（ＮＯ↓［２］）↓［（６－ｎ）］所示含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物及其制备方法，式中，ｎ代表４－５的整数，Ａ相互独立地代表Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］酰基，ＮＯ↓［２］代表硝基，Ｗ代表上式（Ⅱ）所示六氮杂异纤锌矿型结构烷烃的六价残基。该化合物不仅可用作制备炸药的原料，而且还可用作推进剂和炸药的添加剂。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃(hexaazaisowurtzitane)衍生物及其制备方法。更具体地说，本专利技术涉及由下式(VIII)所示的含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物WAn(NO2)(6-n)(VIII)式中，n代表4-5的整数，A相互独立地代表C1-C10酰基，NO2代表硝基，W代表下式(II)所示六氮杂异纤锌矿型结构烷烃的六价残基 含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物WAn(NO2)(6-n)[以下简称为“ANW”]不仅可以用作六硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃W(NO2)6[将在以下详细描述]的前体，而且可以用作添加剂，用于改性推进剂和炸药的性能(如机械性能、爆炸速度、爆炸压力、燃烧速度、压力指数、敏感性和耐热性)，还可以用作炸药的高性能原料。本专利技术还涉及由含酰基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物或者由从含酰基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物得到的含亚硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物制备上述含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物的方法。含酰基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物含有高含量的N-A基团(其中A表示酰基)和可有可无的N-H基团，其中，每个N-A基团和N-H基团都可由各种硝化方法转化成N-NO2基团。因此，含酰基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物可用作多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物(它不仅可用作炸药原料，而且可用作推进剂和炸药的添加剂)的前体。更具体地说，多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物可有利地用作推进剂和炸药的添加剂，以改进其各种性能(如机械性能、爆炸速度、爆炸压力、燃烧速度、压力指数、敏感性和耐热性)。此外，六硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃W(NO2)6(以下常简记为“HNW”，它是多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物的典型代表)很可能是新一代高性能炸药的原料。如前所述，含酰基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物可用作这种有价值的多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物的前体。此外，借助于其中所含的N-A基团(A表示酰基)和N-H基团各自的反应活性，含酰基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物可有利地用于制备在其主链和/或侧链上含有高含量酰基的高极性聚合物。这种高极性聚合物不仅可用作高亲水性聚合物，而且还可用作高介电性聚合物。另外，借助于该衍生物的反应活性，含酰基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物可有利地用作多官能团交联剂。此外，含酰基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物还可用作各种添加剂，如聚合物改性剂等。但是，由下式(VIII)WAn(NO2)(6-n)(式中，n、A和W如上所述)所示的含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物及其制备方法是未知的。在本说明书中，为简便起见，术语“多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物”不仅包括六硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃，还包括ANW，后者包括具有单个硝基的化合物以及两个硝基的化合物。除上述HNW外，与含酰基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物一样，含有相同的六氮杂异纤锌矿型结构烷烃(下文简称“W”)骨架的其它已知化合物包括(1)六(芳甲基)六氮杂异纤锌矿型结构烷烃(本文中简记为“HBW”)；(2)四乙酰基二苄基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃(本文中简记为“TADBW”)和(3)具有三甲基硅基乙氧基羰基的六氮杂异纤锌矿型结构烷烃(本文中简记为“HCW”)(参见未审查日本专利申请公开说明书No.6-321962)。已知HBW可由各种芳基甲胺与乙二醛的缩合反应制备[参见J.Org.Chem.，vol.55，1459-1466(1990)]。已报道TADBW可用作制备炸药的原料[参见The MilitarilyCritical Technologies List，Office of the Under Secretary of Defense forAcquisition，12-22(1992年10月)]。但是，该文献既没有报道将TADBW转化成炸药的方法和制得的炸药的化学结构，也没有介绍制备TADBW的方法。预计可作为高性能炸药的原料的HNW的性能描述于International Symposium on Energetic Materials Technology，PROCEEDINGS，SEPTEMBER 24-27，76-81(1995)COMBUSTIONAND FLAME 87，145-151(1991)等中，但没有文献报道HNW的制备方法。开始时，为了开发制备多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物如HNW的方法，本专利技术人尝试在各种硝化条件下硝化HBW和TADBW，但不能得到令人满意量的多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物。此外，HBW和TADBW具有苄基，因此，当硝化HBW或TADBW时，将不可避免地形成付产物-对各种硝基化合物具有高亲合性的硝基芳香化合物。因此，难于将所需的多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物与硝基芳香化合物付产物分离。也难于高产率地制得HCW，原因在于，在制备HCW时产生了盐酸(它是一种强酸)，盐酸可以分解原料HBW。因此，HBW、TADBW和HCW这些含W骨架的化合物都不适于用作工业化制备多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物的前体。此外，如上所述，下式(VIII)WAn(NO2)(6-n)(式中，n、A和W如上所定义)所示含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物及其制备方法是未知的。因此，为开发多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物的有利工业化制备方法，本专利技术人进行了广泛深入的研究，意欲开发可容易地转化成多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物的前体，同时也开发制备该前体的方法。结果出人意料地发现，具有仅由N-酰基组成的极性基团和可有可无的N-H基团的六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物可用作多硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物的前体。本专利技术人还发现了高产率制备上述六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物的有利工业化方法。此外，本专利技术人还发现，如上所述，ANW、即含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物不仅可用作HNW的前体，而且还可用作用于改性推进剂和炸药的添加剂，此外还可用作炸药的高性能原料，本专利技术人还发现了高产率地制备ANW的工业上有利的方法。另外还发现，具有N-酰基、N-烷基以及可有可无的N-H基团的六氮杂异纤锌矿型结构烷烃可有利地用作多官能团交联剂。基于上述发现完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是提供上述含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物，另一目的是提供它们的制备方法。因此，本专利技术提供下式(VIII)所示含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物WAn(NO2)(6-n)(VIII)式中，n代表4-5的整数，A相互独立地代表C1-C10酰基，NO2代表硝基，W代表下式(II)所示六氮杂异纤锌矿型结构烷烃的六价残基 为了更容易理解本专利技术，本专利技术的主要特征和不同的优选实施方案列举如下1.下式(VIII)所示含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物WAn(NO2)(6-n)(VIII)式中，n代表4-5的整数，A相互独立地代表C1-C10酰基，NO2代表硝基，W代表下式(II)所示六氮杂异纤锌矿型结构烷烃的六价残基 2.一种制备下式(VIII)所示含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物的方法WAn(NO本文档来自技高网...

【技术保护点】
下式（Ⅷ）所示含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物：ＷＡ↓［ｎ］（ＮＯ↓［２］）↓［（６－ｎ）］ （Ⅷ）式中，ｎ代表４－５的整数，Ａ相互独立地代表Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］酰基，ＮＯ↓［２］代表硝基，Ｗ代表下式（Ⅱ）所示六氮杂异 纤锌矿型结构烷烃的六价残基＊＊＊ （Ⅱ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1995-2-1 14897/951.下式(VIII)所示含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物WAn(NO2)(6-n)(VIII)式中，n代表4-5的整数，A相互独立地代表C1-C10酰基，NO2代表硝基，W代表下式(II)所示六氮杂异纤锌矿型结构烷烃的六价残基2.一种制备下式(VIII)所示含酰基和硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物的方法WAn(NO2)(6-n)(VIII)式中，n代表4-5的整数，A相互独立地代表C1-C10酰基，NO2代表硝基，W代表下式(II)所示六氮杂异纤锌矿型结构烷烃的六价残基该方法包括，用硝化试剂将下式(VII)所示含亚硝基六氮杂异纤锌矿型结构烷烃衍生物硝化WAn(NO)(6-n)(VII)式中，NO代表亚硝基，n、A和W如上所述。3.根据权利要求2的方法，其中，所述硝化试剂是硝酸。4.根据权利要求2的方法，其中，所述硝基试剂是过氧化氢或者过氧化氢与硝酸的混合物。5.一种制备下式(VIII...

【专利技术属性】
技术研发人员：儿玉保，池田正纪，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]