4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱含能离子盐及其制备方法技术

技术编号:8619909 阅读:261 留言:0更新日期:2013-04-25 01:12
本发明专利技术的4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱含能离子盐及其制备方法,属于含能材料技术领域。其合成方法为:1、4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱与相应的阳离子直接反应蒸除溶剂即得目标产物;2、4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱与等摩尔Ba(OH)2·8H2O混合后再与等摩尔的相应阳离子的硫酸盐反应,过滤沉淀后滤液蒸除溶剂即得目标产物。本发明专利技术合成方法简单,易于工业化。所涉及的9个含能离子盐密度较高(ρ:1.55-1.84g/cm3),其中两个化合物撞击感度大于40J,属于钝感炸药,所有含能离子盐的计算爆轰性能优异,是一类有潜力的含能材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱,,属于含能材料

技术介绍
近几年,新的含能杂环化合物一直受到人们的极大关注。研究包括的种类繁多,如2,4,5-三硝基咪唑,3,5- 二硝基三唑,5-硝基四唑,双四唑,3-氨基-6-硝胺四嗪,4-氨基-3-(5-四唑)氧化呋咱和3-(3,5- 二硝基吡唑-4-基)-4-硝基呋咱等。文献已报道了许多含能杂环化合物,它们被广泛用作高能炸药和推进剂的成分。其中,呋咱(氧化呋咱)是一类具有各种有趣性质的独特的杂环化合物。它们可以用作生物活性化合物和高能含能材料。先前的研究表明,可以以呋 咱(氧化呋咱)环为基合成了一系列具有优良性能的新含能化合物。由于它们具有高密度,高的正生成焓,和良好的氧平衡,使得它们在改善炸药的性能方面发挥了重要的作用。因此,最近呋咱(氧化呋咱)的化合物已获得了全世界的关注,特别是比呋咱化合物拥有更好氧平衡的氧化呋咱化合物。对于设计高能量密度材料(HEDM)来说,氧化呋咱环是一种非常有效的结构单元。它本身就是一个爆炸性基团,即使没有其他爆炸性基团存在,大多数氧化呋咱化合物仍可用作含能材料。事实上有一个“潜伏”硝基存在于氧化呋咱环的内侧面。当在高能量密度材料分子中以一个氧化呋咱环取代一个硝基时,密度可以增加约0. 06-0. 08g/cm3,爆速可以增加约300m/s。然而,氧化呋咱环不具有酸性质子氢使得它不能作为含能离子盐的阴离子。但是与其他含有酸性质子的含能基团组合,氧化呋咱环可作为去质子化后的阴离子。最近本实验室致力于研究呋咱和氧化呋咱化合物。之前报道了一系列4,4’ -双[3,3’-(1-氢-5-四唑)]呋咱含能离子盐和3,4-双(1-氢-5-四唑基)氧化呋咱含能离子盐。这两类盐表现出类似的优良的热稳定性,较高的密度和生成焓。但是3,4-双(1-氢-5-四唑基)氧化呋咱含能离子盐具有更好的氧平衡,因此它的计算爆速和爆压优于4,4’-双[3,3’-(1-氢-5-四唑)]呋咱含能离子盐。硝基基团作为重要的基团存在于许多传统炸药中,如TNT,TATB, F0X-7等。硝基基团的存在会降低生成焓,但对提高炸药爆轰性能有显著作用。因此,将硝基基团引进氧化呋咱环中被认为是改善含能材料爆轰性能的有效方法。此外,为了获得具有高正生成焓的含能材料,可将四唑(AHf°=273.0kJ moF1)和氧化呋咱(AHf°=197. 8kJ moF1)结合在一起。四唑被去质子化后,作为阴离子能与富氮阳离子配合生成各种含能离子盐。本专利技术设计并合成了 4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱及其含能离子盐,该类含能离子盐具有较高的密度和较好的爆轰性能,可用于含能材料领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱,,得到了一类具有较好爆轰性能的富氮含能材料。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的本专利技术的4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱含能离子盐,其结构通式如反应式I所示本文档来自技高网
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【技术保护点】
可用于含能材料领域的4?硝基?3?(5?四唑)氧化呋咱及其含能离子盐,其具有如下的结构:FDA00002770557900011.jpg

【技术特征摘要】
1.可用于含能材料领域的4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱及其含能离子盐,其具有如下的结构2.根据权利要求1所述的4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱的合成方法,其特征在于冰盐浴下,将钨酸钠慢慢加入盛有双氧水的三口瓶中,然后慢慢滴入浓硫酸,滴加过程中保持温度不超过-5° C,混合物升至室温后,向其中加入4-氨基-3-氰基氧化呋咱,加毕室温继续反应2-4小时,钨酸钠与4-氨基-3-氰基氧化呋咱的摩尔比为1:1 ;上述反应中双氧水浓度为30%或50%,浓硫酸与双氧水的摩尔比为1. 2:1-1:1,双氧水与4-氨基-3-氰基氧化呋咱的摩尔比为45:1-40:1 ;反应温度为室温。3.根据权利要求2所述的4-硝基-3-(5-四唑)氧化呋咱的合成方法,其特征在于反应中双氧水浓度为30%或50% ;反应时间为2-4小时;钨酸钠与4-氨基-3-氰基氧化呋咱的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员:周智明梁丽轩卞成明王凯
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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