[发明专利]4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑的合成方法，属于含能材料领域。

背景技术

高氮含能材料是当今含能材料的研究热点，不仅具有较高的密度、较高的正生成焓和较低的感度，同时还具有能量水平高、产气量大、爆轰产物清洁等特点。此类化合物分子结构中含有大量的C-N、C＝N、N-N和N＝N键，分解时释放大量氮气，产生较高能量，对撞击、摩擦等刺激不敏感，因此可用于高能低感炸药、气体发生剂、燃速调节剂、低特征信号推进剂、火焰配方抑制剂和烟火药等，成为世界各国含能材料研究者普遍关注的领域。4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑(简称LLM-137)，是一种性能优异的高氮类含能材料，其氮含量高达为75.1％，对火花不敏感，特性落高达167.5cm，极其钝感；此外，LLM-137分解温度为313℃,显示了优异的热稳定性，其综合性能优于3,4-二(氨基呋咱基)氧化呋咱(BAFF)，是一种性能优良的绿色不敏感含能材料。

2012年，Pagoria，P.Proc.15thSeminaronNewTrendsinResearchofEnergeticMaterials.April18-April20.2012,pp.54-64公开了LLM-137的合成方法，其合成路线如下：

该方法以4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑为原料，与NaN₃在ZnBr₂催化下反应生成4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑(简称LLM-137)。但是该方法没有报道具体合成方法和收率，且催化剂ZnBr₂价格相对较高，也无4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑的表征数据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供成本较低、收率较高的4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑的合成方法。

本发明的4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑的合成路线如下所示：

本发明的合成路线以4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑为原料，在ZnCl₂催化作用下得到4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑。

为了解决上述技术问题，本发明的4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑的合成方法，其结构式如(I)所示：

以4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑为原料，其结构式如(II)所示，本发明合成方法包括以下步骤：搅拌下，在温度10℃～30℃，将氯化锌和4,5-二氰基-1,2,3-三唑加入到水中，再分批加入叠氮化钠，加完后加热升温至85℃～100℃反应3.5h～6.5h，反应结束后降至25℃并用质量分数为36％的浓盐酸化至pH＝1～2，随后过滤，滤饼经水洗、乙醇洗、干燥步骤得4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑，其中氯化锌与4,5-二氰基-1,2,3-三唑的摩尔比为1:0.5～2.0，4,5-二氰基-1,2,3-三唑与叠氮化钠的摩尔比为1:2.0～4.0。

本发明优选的4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑的合成方法，包括以下步骤：搅拌下，在温度25℃，将6.82g(50mmol)氯化锌和6.00g(50mmol)4,5-二氰基-1,2,3-三唑加入到250mL水中，再分批加入9.75g(150mmol)叠氮化钠，加完后加热升温至95℃反应4.5h，反应结束后降至25℃并用质量分数为36％的浓盐酸化至pH＝1～2，随后过滤，滤饼经水洗、乙醇洗、干燥步骤得4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑。

本发明的优点：