CN111763154A - 一种二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方法，该方法为在反应釜中加入含有少量发烟硝酸一的醋酸酐作为底料，在一定反应温度下，同时加入二乙醇胺盐酸盐和发烟硝酸二，加料结束后升温进行保温反应，最后经过冷却、洗涤、抽滤、干燥得到产物。本发明的方法反应速度快，放热均匀，合成过程容易控制；本发明通过一步合成产品二乙醇硝胺二硝酸酯，提高了反应效率；本发明的合成产物的过程中，不稳定中间体在反应体系中存在时间短，可以很快转化为二乙醇硝胺二硝酸酯，相比硝酸镁合成法安全性有明显提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方法，属于含能材料合成领域。
背景技术
二乙醇硝胺二硝酸酯是一种含有O-硝基和N-硝基的的硝铵类炸药，它以其简称闻名，简称吉纳(DINA)，吉纳作为硝化棉的不挥发胶化剂，可以代替硝化甘油制造无烟药。硝化棉、硝基胍和吉纳可以制成一种不吸湿的、无焰的推进剂。吉纳也作为炮弹传爆管的装药或作为某些混合炸药的活性增塑剂组分。
目前国内制备二乙醇硝胺二硝酸酯均采用硝酸镁法，是以二乙醇胺为原料，氧化镁为脱水剂，氯化钠为催化剂，该过程中会形成几种不稳定的中间体，出现“挂蜡”现象，并且保温反应阶段具有高爆炸风险。
发明内容
本发明目的是为了克服现有合成方法高爆炸风险的缺点，提供一种二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方法。
实现本发明目的提供技术方案如下：
一种二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方法，该方法为：首先在反应釜中加入含有少量发烟硝酸一的醋酸酐作为底料，在一定反应温度下，同时加入二乙醇胺盐酸盐和发烟硝酸二，加料结束后升温进行保温反应，最后经过冷却、洗涤、抽滤、干燥得到产物。
进一步的，所述的少量的发烟硝酸一与醋酸酐的质量比是1:8.8～9。
进一步的，所述的醋酸酐为乙酸酐。
进一步的，所述的一定反应温度为10℃。
进一步的，所述的反应釜为反应量热仪RC1e。
进一步的，所述的二乙醇胺盐酸盐与发烟硝酸二与醋酸酐的摩尔比为1:4.5:4.8～6.5。
进一步的，加料结束后升温至温度35℃～45℃进行保温反应，保温反应的时间是30min～50min。
进一步的，冷却、洗涤、抽滤、干燥具体步骤为，将产物料液倒入冰水中进行冷却，并充分洗涤，经真空泵抽滤后在30℃～35℃下干燥得到产物。
本发明二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方程式是：
本发明与现有硝酸镁合成法相比，其显著优点是：(1)本发明的反应速度快，放热均匀，合成过程容易控制；(2)本发明通过一步合成产品二乙醇硝胺二硝酸酯，提高了反应效率；(3)本发明的合成产物的过程中，不稳定中间体在反应体系中存在时间短，可以很快转化为二乙醇硝胺二硝酸酯，相比硝酸镁合成法安全性有明显提高；(4)本发明所属的反应体系为均相体系，故不会出现“挂蜡”现象。
附图说明
图1为实施例1的二乙醇硝胺二硝酸酯的DSC图。
图2为实施例1的二乙醇硝胺二硝酸酯的核磁共振氢谱图。
图3为实施例2的二乙醇硝胺二硝酸酯的DSC图。
图4为实施例2的二乙醇硝胺二硝酸酯的核磁共振氢谱图。
图5为RC1实验过程的放热速率qr、反应温度Tr曲线图。
图6为实施例3的二乙醇硝胺二硝酸酯的DSC图。
图7为实施例3的二乙醇硝胺二硝酸酯的核磁共振氢谱图。
图8为实施例3的二乙醇硝胺二硝酸酯的红外光谱图。
具体实施方式
以下通过实施例对发明做进一步说明。
本发明的二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方程式是：
实施例1
本实施例1的二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方法包括以下步骤：
在1L的反应量热仪RC1e反应釜中加入含有少量发烟硝酸40g的醋酸酐345g，将反应釜温度调制10℃，然后同时加入二乙醇胺盐酸盐137g和发烟硝酸195g。二乙醇胺盐酸盐与发烟硝酸与醋酸酐的摩尔比是1：3.2：3.5。加料结束后，等待30min，将体系温度升高至40℃，保温30min。结束后将反应液倒入冰水中，析出晶体，经过抽滤、干燥得到目标产物二乙醇硝胺二硝酸酯1。得率72.5％。
由于硝化不完全，该产物含有杂质，并不是纯品。对产物进行DSC测试和核磁表征，结果见图1、2所示。
实施例2
本实施例2的二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方法包括以下步骤：
在1L的反应量热仪RC1e反应釜中加入含有少量发烟硝酸40g的醋酸酐345g，将反应釜温度调制10℃，然后同时加入二乙醇胺盐酸盐100g和发烟硝酸200g。二乙醇胺盐酸盐与发烟硝酸与醋酸酐的摩尔比是1：4.5：4.8。加料结束后，由于溶剂量太少，反应釜中立刻出现了结晶现象，目标产物二乙醇硝胺二硝酸酯2析出，实验结束。得率73.8％。
该产物中没有杂质。对产物进行DSC测试和核磁表征，结果见图3、4所示。
实施例3
本实施例3的二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方法包括以下步骤：
在1L的反应量热仪RC1e反应釜中加入含有少量发烟硝酸45g的醋酸酐345g，将反应釜温度调制10℃，然后同时加入二乙醇胺盐酸盐80g和发烟硝酸150g。二乙醇胺盐酸盐与发烟硝酸与醋酸酐的摩尔比是1：4.5：6。加料结束后，等待60min，将体系温度升高至40℃，保温30min。结束后将反应液倒入冰水中，析出晶体，经过抽滤、干燥得到目标产物二乙醇硝胺二硝酸酯3。得率82％。
该产物中没有杂质。反应过程的放热速率qr、反应温度Tr曲线见图5。对产物进行DSC测试、核磁表征和红外表征，结果见图6、7、8。
Claims (8)
1.一种二乙醇硝胺二硝酸酯的合成方法，其特征在于：首先在反应釜中加入含有少量发烟硝酸一的醋酸酐作为底料，在一定反应温度下，同时加入二乙醇胺盐酸盐和发烟硝酸二，加料结束后升温进行保温反应，最后经过冷却、洗涤、抽滤、干燥得到产物。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的少量的发烟硝酸一与醋酸酐的质量比是1:8.8～9。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的醋酸酐为乙酸酐。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的一定反应温度为10℃。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的反应釜为反应量热仪RC1e。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的二乙醇胺盐酸盐与发烟硝酸二与醋酸酐的摩尔比为1:4.5:4.8～6.5。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：加料结束后升温至温度35℃～45℃进行保温反应，保温反应的时间是30min～50min。
8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：冷却、洗涤、抽滤、干燥具体步骤为，将产物料液倒入冰水中进行冷却，并充分洗涤，经真空泵抽滤后在30℃～35℃下干燥得到产物。
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