[发明专利]1,1’-二羟基-5,5’-联四唑铵盐及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体发生剂及其制备方法，尤其是涉及一种1，1’-二羟基-5，5’-联四唑铵盐及其制备方法。 

背景技术

气体发生剂用以制造各种不同用途的气体发生器，这些气体发生器可用于汽车安全气囊以减少交通事故时人员的伤亡、可作为气动源代替笨重的压缩空气钢瓶、也可用于飞机引擎着火时的灭火喷洒、还可用于救生筏和应急安全滑梯的快速充气等，在国民经济方面具有广泛用途。目前使用较多的气体发生剂配方中的可燃剂主要为叠氮化钠，该物质具有燃烧温度低、燃烧速度快、燃烧后气体中含有大量无毒的氮气等优点，但叠氮化钠存在因分解而引起爆炸的危险，使用过程中易产生氧化钠和氢氧化钠等有毒碱性成分，且叠氮化钠的毒性较大，50mg以上就会使人死亡。因此，急需开发新型非叠氮化物型可燃剂。四唑类化合物的氮含量较高，气体生成量较大且主要为氮气，以其为阴离子配合高氮阳离子制得的四唑盐不含金属离子，燃烧无残渣，且热稳定性较好，可作为非叠氮化物可燃剂应用到各种气体发生器中。 

《偶氮四唑类高氮含能化合物的合成及表征》，火炸药学报，2005，28(3)：52-54一文公开了一种偶氮四唑胍盐，其结构式如下所示： 

该偶氮四唑胍盐的感度较低，产生的气体温度较低，可代替叠氮化钠用于安全气囊装置，但是该偶氮四唑胍盐的气体生成量较低，仅为45.57mol/kg，用于气体发生剂时，实现相同的做功能力，需要较多的用量。同时，该偶氮四唑胍盐的热分解温度较低，仅为260℃，存在安全使用方面的问题。 

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有较高气体生成量和热分解温度的1，1’-二羟基-5，5’-联四唑铵盐及其制备方法。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 

1，1’-二羟基-5，5’-联四唑铵盐，结构式如下： 

1，1’-二羟基-5，5’-联四唑铵盐的气体生成量为53.53mol/kg，热分解温度为301.27℃。 

1，1’-二羟基-5，5’-联四唑铵盐经结构鉴定如下： 

分子式：C₂H₈N₁₀O₂； 

理论值：C 11.77，H 3.95，N68.61； 

实测值：C 11.70，H 3.83，N68.13。 

¹³C NMR(D₂O，125MHz)：135.36。 

红外(KBr，cm^-1)：3182，3056，1463，1434，1402，1232，1166，1048，999，729，503。 

一种1，1’-二羟基-5，5’-联四唑铵盐的制备方法，该方法包括以下步骤： 

(1)制备1，2-二氯代乙二醛肟； 

(2)制备1，1’-二羟基-5，5’-联四唑二水合物； 

(3)将1，1’-二羟基-5，5’-联四唑二水合物溶于水中，配制1，1’-二羟基-5，5’-联四唑的水溶液； 

(4)在20℃下，将氨水溶液滴加到1，1’-二羟基-5，5’-联四唑的水溶液中，搅拌、过滤、洗涤、干燥后即得1，1’-二羟基-5，5’-联四唑铵盐。 

步骤(1)所述的制备1，2-二氯代乙二醛肟的具体方法如下： 

将乙二醛肟溶于无水乙醇中，使溶液冷却至-30℃，通氯气30min后，使溶液温度缓慢升至20℃，减压蒸除乙醇，得粗品，将粗品加入氯仿中，搅拌、抽滤，得1，2-二氯代乙二醛肟。 

乙二醛肟、无水乙醇及氯仿的比例关系为8～10g∶100ml∶100ml。 

乙二醛肟、无水乙醇及氯仿的比例关系优选为8.8g∶100ml∶100ml。 

步骤(2)所述的制备1，1’-二羟基-5，5’-联四唑二水合物的具体方法如下： 

将1，2-二氯代乙二醛肟溶于二甲基甲酰胺中，在温度为20℃的条件下分批加入叠氮化钠，搅拌反应1h，将反应液倒入水中，析出沉淀经过滤、水洗和干燥制得1，2-二叠氮基乙二醛肟，将1，2-二叠氮基乙二醛肟与乙醚混合，在温度为20℃的条件下通入氯化氢气体，待饱和后，密封反应3天，蒸除乙醚得1，1’-二羟基-5，5’-联四唑二水合物。