[发明专利]一种1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷的合成方法

说明书

本发明提供了一种1,5‑二叠氮基‑3‑硝基氮杂戊烷的合成方法，包括以下步骤：向浓硝酸中加入氧化镁，再慢慢加入二(2‑氯乙基)胺硝酸盐，反应结束，将反应液倒入大量冰水中，不断搅拌，加入二氯甲烷萃取、洗涤、蒸馏，得到1,5‑二氯乙基‑3‑硝基氮杂戊烷；再将2‑庚酮、水、1,5‑二氯乙基‑3‑硝基氮杂戊烷、叠氮化钠加入到反应瓶中，在温度80℃～85℃下，反应5h，反应结束后，冷却至室温，用二氯甲烷萃取，减压蒸馏浓缩，得到1,5‑二叠氮基‑3‑硝基氮杂戊烷。本发明具有反应收率和纯度高的特点。

技术领域

本发明属于含能材料领域，涉及一种1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷的合成方法。

背景技术

1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷(DIANP)是一种叠氮硝胺类含能增塑剂，它能赋予发射药和推进剂较高的燃速和较低的火焰温度以及低分子量的燃烧产物，是一种性能优异的含能增塑剂，可用于高能低烧蚀发射药、高能液体推进剂、烟火剂及气体发生剂等。

中国专利201410457712.6，公开了一种制备1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷的方法，该方法的合成路线如下所示：

该方法以二(2-氯乙基)胺盐酸盐为原料，先经硝酸/乙酸酐体系硝化合成中间体1,5-二氯乙基-3-硝基氮杂戊烷，收率66％～67％，纯度97.2％～98％，然后1,5-二氯乙基-3-硝基氮杂戊烷在相转移催化剂下于水溶液中叠氮反应合成1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷，收率74％～80％，产品纯度97.5％～97.8％。虽然该方法避免使用危险品吉纳，但是反应收率和纯度较低。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷的合成方法，以提高产品反应收率和产品纯度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷的合成方法，包括以下步骤：

(1)向浓硝酸中加入氧化镁，在20℃～30℃下再慢慢加入二(2-氯乙基)胺硝酸盐，加料完毕后，在40℃～55℃下保温0.5h～1.5h，然后将反应液倒入大量冰水中，不断搅拌，加入二氯甲烷萃取、洗涤、蒸馏，得到1,5-二氯乙基-3-硝基氮杂戊烷；

(2)将2-庚酮、水、1,5-二氯乙基-3-硝基氮杂戊烷、叠氮化钠加入到反应瓶中，在温度65℃～85℃下，反应5h～7h，反应结束后，冷却至室温，用二氯甲烷萃取，再减压蒸馏浓缩，得到1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，在步骤(1)硝化反应阶段，二(2-氯乙基)胺硝酸盐、浓硝酸、氧化镁的摩尔比为：1:1.2～1.8:1～1.2。

具体的，在步骤(2)叠氮化反应阶段，反应溶剂的用量为：1g1,5-二氯乙基-3-硝基氮杂戊烷加4g～6g反应溶剂，该反应溶剂为2-庚酮和水，2-庚酮与水的质量比为1:0.1～0.4；1,5-二氯乙基-3-硝基氮杂戊烷与叠氮化钠的质量比为1:0.7～0.9。

具体的，所述1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷的结构式如式(Ⅰ)所示：

具体的，所述二(2-氯乙基)胺硝酸盐的结构式如(II)所示：

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

(1)本发明1,5-二氯乙基-3-硝基氮杂戊烷的反应收率71％～75％，对比文献为66％～67％，提高了反应收率；本发明1,5-二氯乙基-3-硝基氮杂戊烷的纯度98.2％～98.5％，对比文献为97.2％～98％，提高了产品纯度。