【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新型含能材料，具体涉及一种四硝基异噁唑含能化合物及其合成方法和应用。
技术介绍
1、低熔点含能化合物在含能材料领域内主要被用作熔铸载体炸药和含能增塑剂，具有广泛的应用前景。提高能量水平是含能材料技术发展的永恒主题，为提升武器弹药的作战效能未来要求含能材料必须具有更高的能量。因此，创制新型高能低熔点含能化合物具有重要意义。
2、近年来，基于氮杂环含能化合物成为低熔点含能化合物领域的研究热点之一。其中，3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(dntf)、1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑(mtnp)以及1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑(mtni)等都具有较为优异的性能。然而这些物质也存在一些问题，如存在感度高、热稳定性差、合成路线长等缺点。
3、异噁唑环具有典型的芳烃特性，其环上具有三个活性位点，有利于引入各种官能团以改变其综合性能，且异噁唑环的不对称特性有利于低熔点化合物的构建。目前，异噁唑基低熔点含能化合物报道较少，比较典型的代表为2017年美国科学家报道的3,3'-双异噁唑-5,5'-双亚甲基二硝酸酯化合物(chempluschem.,2017,195)和异噁唑-3,5-二基双(亚甲基)二硝酸酯化合物(eur.j.org.chem.,2018,6724)等。然而这些异噁唑含能化合物结构中由于富氧型致爆基团少，导致爆轰性能不佳，且存在合成步骤多、不利于工业化放大生产的缺陷。
4、综上所述，本领域亟待开发出一种熔点低、爆轰性能良好且反应步骤少的含能化合物，而这类新型化合物的开发与生产成为亟待解
技术实现思路
1、针对现有技术的缺点，本专利技术提供了一种四硝基异噁唑含能化合物及其合成方法和应用，以解决现有报道的异噁唑含能化合物存在的合成步骤多、不利于工业化生产，且爆轰性能不佳的问题。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术的目的之一在于提供一种四硝基异噁唑含能化合物，其密度为1.75g/cm3，熔点为51.3℃，热分解温度为201.3℃，计算爆速为8534m/s，爆压为31.7gpa。本专利技术提供的四硝基异噁唑含能化合物主要用于含能材料领域，其结构式如下式<ⅰ>所示：
4、
5、本专利技术的另外一个目的在于提供上述四硝基异噁唑含能化合物的合成方法，该方法包括如下步骤：
6、(1)将浓硫酸和硝化剂混合均匀，然后加入2-(3-甲基异噁唑-5-基)-乙酸进行反应；
7、(2)将步骤(1)所得反应液转移至室温下继续反应；
8、(3)将步骤(2)所得反应液于冰块中进行淬灭反应；
9、(4)淬灭后的反应液经过滤，对固相进行洗涤、干燥得固体产物a。对滤液进行萃取、重结晶得到固体产物b，合并固体产物a和固体产物b得到所述四硝基异噁唑含能化合物。
10、作为本专利技术的优选实施方案，进行步骤(1)时，浓硫酸与硝化剂的重量比为2～6:1。
11、作为本专利技术的优选实施方案，进行步骤(1)时，所述硝化剂包括发烟硝酸、硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵中的任意一种。
12、作为本专利技术的优选实施方案，进行步骤(1)时，硝化剂与2-(3-甲基异噁唑-5-基)-乙酸的摩尔比为5.0～9.0:1。
13、作为本专利技术的优选实施方案，进行步骤(1)时，在低温浴中进行，反应温度不高于-5℃，反应时间为2～5小时；
14、作为本专利技术的优选实施方案，进行步骤(2)时，在室温进行，反应时间为10～12小时；
15、作为本专利技术的优选实施方案，进行步骤(3)时，反应温度为0～25℃，反应时间为0.5～1小时。
16、作为本专利技术的优选实施方案，进行步骤(4)时，萃取所用萃取剂为乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷中的任意一种，优选为乙酸乙酯。
17、作为本专利技术的优选实施方案，进行步骤(4)时，重结晶所用溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇中的任意一种，优选为乙醇。
18、本专利技术的第三个目的在于提供上述四硝基异噁唑含能化合物在熔铸炸药和含能增塑剂方面的应用。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
20、本专利技术提供了一种四硝基异噁唑含能化合物及其合成方法，该四硝基异噁唑含能化合物的密度为1.75g·cm-3，熔点为51.3℃，热分解温度为201.3℃，计算爆速为8534m/s，爆压为31.7gpa。与现有报道的异噁唑含能化合物相比，本专利技术提供的四硝基异噁唑含能化合物具备爆轰性能优异，且合成步骤少、利于工业化放大生产的优点。
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1.一种四硝基异噁唑含能化合物，其特征在于，所述四硝基异噁唑含能化合物的化学结构式如下式<Ⅰ>所示：
2.权利要求1所述的四硝基异噁唑含能化合物的合成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述浓硫酸与硝化剂的重量比为2～6:1。
4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述硝化剂包括发烟硝酸、硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中硝化剂与2-(3-甲基异噁唑-5-基)-乙酸的摩尔比为5.0～9.0:1。
6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)的反应在低温浴中进行，反应温度不高于5℃，反应时间为2～5小时。
7.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(2)的反应时间为10～12小时。
8.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(3)的反应温度为0～25℃，反应时间为0.5～1小时。
9.根据权利要求2所述的
10.权利要求1所述的四硝基异噁唑含能化合物或权利要求2-9任一项所述合成方法制备的四硝基异噁唑含能化合物在熔铸炸药或含能增塑剂方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种四硝基异噁唑含能化合物，其特征在于，所述四硝基异噁唑含能化合物的化学结构式如下式<ⅰ>所示：
2.权利要求1所述的四硝基异噁唑含能化合物的合成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述浓硫酸与硝化剂的重量比为2～6:1。
4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述硝化剂包括发烟硝酸、硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中硝化剂与2-(3-甲基异噁唑-5-基)-乙酸的摩尔比为5.0～9.0:1。
6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：伍波，杜慧英，张国杰，刘勋，裴重华，段晓惠，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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