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FOX-7(1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯)具有较高的能量密度和较低的感度,是新一代含能材料的代表。目前生产中FOX-7的得率只能达到38%,因此,优化FOX-7的合成工艺、提高得率、降低成本仍是一项重要的研究工作;另外,进一步寻找能量更高、性能更优的FOX-7衍生物,对于拓展FOX-7在炸药领域的应用、提高我国的军事装备水平具有重要意义。本文重点研究FOX-7及其衍生物的合成工艺。首先,以盐酸乙脒和丙二酸二乙酯为原料,分别以乙醇钠、甲醇钠为催化剂,制备了2-甲基嘧啶-4,6-二酮。用熔点仪和红外光谱对产物进行了表征。通过单因素实验研究了反应温度、反应时间、加料比、催化剂等因素对得率的影响,通过正交实验,确定了较佳合成工艺条件。结果表明,以乙醇钠为催化剂时,反应温度90℃,反应时间3h,盐酸乙脒、丙二酸二乙酯和催化剂的摩尔比1:1:1.5,产物得率最高,为86%;以甲醇钠为催化剂时,反应温度70℃,反应时间3h,盐酸乙脒、丙二酸二乙酯和催化剂的摩尔比1:1:1.5,产物得率最高,为79%。接着,用硝硫混酸对2-甲基嘧啶-4,6-二酮进行硝化,制得2-(二硝基亚甲基)-4,5-咪唑烷二酮,再经水解制得FOX-7,用熔点仪和红外光谱对产物进行了表征。通过单因素实验研究了反应温度、反应时间、硝硫混酸的组成及其与2-甲基嘧啶-4,6-二酮的加料比等因素对得率的影响,确定了较佳合成工艺条件:反应温度为10℃,反应时间为3h,2‐甲基嘧啶‐4,6‐二酮与发烟硝酸的摩尔比为1:4,发烟硝酸与浓硫酸的体积比为1:2.5,产物得率为82%。然后,根据醛氨缩合反应机理,设计了一种含氮量较高的FOX-7衍生物分子2,5-二(二硝基亚甲基)-八氢咪唑并[4,5-d]咪唑及其合成路线,并以FOX-7和乙二醛为原料,在碱性条件下研究了其合成工艺,用薄层色谱法、柱色谱法以及重结晶法对反应混合物进行了初步分离,并用液质联用对分离产物进行了分析表征,结果表明,合成产物中存在2,5-二(二硝基亚甲基)-八氢咪唑并[4,5-d]咪唑。本文对于进一步深入研究FOX-7及其衍生物合成技术具有一定的指导意义。