[发明专利]轮状三嗪类硝酸酯含能分子及其合成方法

说明书

本发明公开了轮状三嗪类硝酸酯含能分子及其合成方法，具体包括以下步骤：(1)在反应容器中加入硝化体系并搅拌均匀；(2)向反应容器中分批次加入N²,N²,N⁴,N⁴,N⁶,N⁶‑六羟甲基‑2,4,6‑三氨基‑1,3,5‑三嗪并继续搅拌；(3)将步骤(2)得到的反应体系倒入冰水中淬灭，并过滤、水洗、干燥，得到固体通过色谱进行分离即得到两种轮状三嗪类硝酸酯含能分子。本发明从商业原料出发，开发出一种成本低、步骤简单、反应条件温和的三嗪类硝酸酯含能分子的合成方法。

技术领域

本发明属于含能材料合成领域，具体涉及轮状三嗪类硝酸酯含能分子及其合成方法。

背景技术

硝酸酯类单质炸药分子作为一种较早被开发和研究的含能材料，长久以来在军事工业、航空航天、民爆等领域有着非常广泛的应用和经济价值。根据硝酸酯类单质炸药分子的性能特点及其用途进行分类，大体上可以划分为起爆药(如PETN)、熔铸炸药(如BOM、Tris-X)、含能粘合剂(如NC、PVN)、含能增塑剂(如NG、EGDN)等。虽然硝酸酯类炸药具有非常重要的军事和经济价值，但硝酸酯类含能分子普遍存在机械感度高、分解温度低等缺点，如PETN的撞击感度3J、摩擦感度60N、分解温度170℃，而NG的高感度一直困扰着其生产过程安全。随着对含能材料安全性能的要求越来越高，开发低机械感度和工艺经济简单的新型硝酸酯类含能分子具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供两种新型硝酸酯含能分子N²,N²,N⁴,N⁴,N⁶,N⁶-六亚甲基硝酸酯-2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪、N²,N²,N⁴,N⁴,N⁶-五亚甲基硝酸酯-N⁶-硝基-2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪及其合成方法，其合成步骤简单、原料成本低、反应温和。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种轮状三嗪类硝酸酯含能分子的合成方法，包括如下步骤：(1)在反应容器中加入硝化体系并搅拌均匀；(2)向反应容器中分批次加入N²,N²,N⁴,N⁴,N⁶,N⁶-六羟甲基-2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪并继续搅拌；(3)将步骤(2)得到的反应体系倒入冰水中淬灭，并过滤、水洗、干燥，得到固体通过色谱进行分离即得到N²,N²,N⁴,N⁴,N⁶,N⁶-六亚甲基硝酸酯-2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪和N²,N²,N⁴,N⁴,N⁶-五亚甲基硝酸酯-N⁶-硝基-2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪。

进一步的技术方案为，步骤(1)的硝化体系搅拌温度为-5℃～50℃，搅拌时间为5～180分钟。

进一步的技术方案为，步骤(1)的硝化体系为硝酸、硝酸/醋酸酐、硝酸/醋酸酐/醋酸、硝硫混酸、硝酸/三氟乙酸酐、氮氧化物/硝酸、三氧化硫/硝酸、五氧化二磷/硝酸中、四氟化硼硝鎓的任意一种。