CN105198823A - 4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐化合物 - Google Patents

4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐化合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐化合物，其结构式如(I)所示：

Description

4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐化合物
技术领域
本发明涉及一种4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐化合物，属于含能材料领域。
技术背景
含能离子盐是近年来发展起来的具有独特性能的一类新型含能材料，具有良好的热稳定性、较高的密度和能量、低易损性等非离子型分子不具有的优点。近年来，苯并连三唑-1-氧化物类含能化合物因其不敏感性成为含能材料的研究热点。例如T.H.Klapotke,CarolinPluger,MuhamedSuceska.Zwitterionicexplosivesbasedon4,6-dinitrobenzotriazol-3-ium-1-oxide.Newtrendsinresearchofenergeticmaterials,CzechRepublic,2014,754-768一文公开了4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物的结构及其部分物化爆轰性能，其结构如(II)所示：
该化合物的氮含量为31.11％，热分解点为182℃。但该化合物的氮含量和热分解点较低。
发明内容
本发明所解决的技术问题是克服现有技术的不足和缺陷，公开了一种氮含量较高、热分解点较高的4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐化合物。
本发明的4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐化合物，其结构式如(I)所示：
本发明的4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐化合物的合成路线：
以4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物为原料，与氢氧化钾反应得到4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物钾盐，然后4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物钾盐与脒基脲硝酸盐反应得到4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物的脒基脲盐化合物。
本发明的4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐的合成方法，包括以下步骤：
(1)4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物钾盐
20℃，将4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物加入到乙醇中，加热升温至40℃，滴加氢氧化钾水溶液，加完后40℃反应2h，然后旋转蒸发仪去除溶剂，剩余固体用无水乙醚洗涤，干燥后得到4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物钾盐，其中，4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物、氢氧化钾和水的摩尔比为1:1:5。
(2)4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物的脒基脲盐
20℃，将4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物钾盐加入到水中，分批加入脒基脲硝酸盐，加完后加热升温至35℃反应2h，然后降温至0℃，过滤，水洗，干燥得到4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物的脒基脲盐，其中，4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物钾盐与脒基脲硝酸盐的摩尔比为1:1.1。
本发明的优点：
本发明的4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐氮含量较高，氮含量为38.53％，而对比文献的4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物氮含量为31.11％；本发明的4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐热分解点较高，热分解点为240.5℃，而对比文献的4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物热分解点为182℃。
具体实施方式：
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
以下是发明人给出的实施例，需要说明的是，这些实施例是较优的例子，主要用于理解本发明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
(1)4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物钾盐
20℃，将1.0g(4.44mmol)4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物加入到80mL乙醇中，加热升温至40℃，滴加由0.25g(4.46mmol)氢氧化钾和0.4g(22.2mmol)水组成的氢氧化钾水溶液，加完后40℃反应2h，然后旋转蒸发仪去除溶剂，剩余固体用无水乙醚洗涤，干燥后得到4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物钾盐1.0g，收率85.5％。
结构鉴定：
核磁光谱：1HNMR(DMSO-d6,500MHz)，δ：9.096(1H,CH),8.880(1H,CH)；
13CNMR(DMSO-d6,125MHz)，δ:144.830,137.430,136.783,130.260,117.535,115.295；
元素分析：分子式：C6H2N5O5K
理论值：C27.38,H0.77,N26.61；
实测值：C27.41,H0.83,N26.32。
证实按上述制备方法得到的物质是4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物钾盐化合物。
(2)4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物的脒基脲盐的制备
20℃，将0.48g(1.825mmol)4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物钾盐加入到20mL水中，分批加入0.31g(1.88mmol)脒基脲硝酸盐，加完后加热升温至35℃反应2h，然后降温至0℃，过滤，水洗，干燥得到4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物的脒基脲盐0.5g，收率83.8％。
结构鉴定：
红外光谱：IR(KBr)，v(cm-1)：3485,3438,3342,3098,2647,1738,1707,1617,1589,1529,1473,1439,1336,1292,1216,1179,1082,1064,905,867,807,764,742,710,691,532；
核磁光谱：1HNMR(DMSO-d6,500MHz)，δ：9.799(1H,NH),8.767～8.714(2H,CH),8.110(4H,NH2),7.435～6.956(2H,NH2)；
13CNMR(DMSO-d6,125MHz)，δ:155.892,154.875,139.872,135.888,133.874,130.593,117.449,116.667；
元素分析：分子式：C8H9N9O6
理论值：C29.35,H2.75,N38.53；
实测值：C29.18,H2.87,N38.43。
证实按上述制备方法得到的物质是4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物的脒基脲盐。
4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐的性能
4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物的脒基脲盐
(1)物化性能
密度：1.62g/cm3Gaussian09程序B3LYP/6-31G**方法
(2)分解点
分解点：240.5℃DSC方法，10℃/min
(3)爆轰性能
爆速：密度为1.62g/cm3,计算爆速为6783.6m/sK-J方程
爆压：密度为1.62g/cm3,计算爆压为19.5GPaK-J方程
生成焓：密度为1.62g/cm3,计算生成焓为-14.4kJ/molGaussian09程序B3LYP/6-31G**方法
4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐的用途
本发明的4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐化合物可广泛用于炸药、推进剂和烟火技术领域。

Claims (1)

1.一种4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物脒基脲盐化合物，其结构式如(I)所示：
。
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