[发明专利]一种1-甲基-3,4-二硝基吡唑的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种1-甲基-3,4-二硝基吡唑的制备方法，本发明所制备的1-甲基-3,4-二硝基吡唑高能钝感，熔点较低，是一种常温液体炸药。

技术背景

1-甲基-3,4-二硝基吡唑是一种典型的氮杂环类含能化合物，吡唑环由于含有高焓C=C双键和N-N单键，提供了增加生成焓的条件，因此，氮杂环类含能化合物具有较高生成焓、高密度以及对环境友好的特征，具有非常可观的能量，在高能炸药、安全钝感、低感添加剂等领域有很好的前景。

M.Ross Grimmett等（Ross Grimmett M,Richard Lim K H,Dinitration of l-methylpyrazole:l-methyl-3,4-dinitropyrazole.Aust J Chem,1978,31:68-691.），利用5倍过量的发烟硝酸在80%硫酸中硝化1-甲基吡唑，100℃条件下反应18h，合成得到1-甲基-3,4-二硝基吡唑，并且测得其熔点为20℃，得率约为20%，该方法收率低，所用硝硫混酸污染环境，操作条件苛刻。

P.Ravi等（P.Ravi,Surya P.Tewari.Facile and environmentally friendly synthesis of nitropyrazoles using montmorillonite K-10 impregnated with bismuth nitrate.Catalysis Communications,19(2012)37-41.）分别以1-甲基吡唑和1-甲基-3-硝基吡唑为原料，采用蒙脱石K-10浸渍到硝酸铋溶液中进行硝化，分别在常温下反应12h和1.5h，得目标化合物1-甲基-3,4-二硝基吡唑，得率均在95%以上，并且熔程均在21～22℃之间。该方法成本高，环境污染严重，反应条件要求苛刻。

发明内容

本发明的目的是解决现有1-甲基-3,4-二硝基吡唑的制备方法存在的成本高、产物收率低、操作条件苛刻、环境污染严重的技术问题，提供一种1-甲基-3,4-二硝基吡唑的制备方法，该方法的原料安全含毒量低，合成工艺简单，产物收率高，纯度高，易于工业化。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种1-甲基-3,4-二硝基吡唑（MDNP）的制备方法：首先按照3,4-二硝基吡唑、无水碳酸钾、碳酸二甲酯、N,N-二甲基甲酰胺物质的量比为：1：1.5：5～13:20～25称取各原料；接着把N,N-二甲基甲酰胺加入反应容器，将反应容器置于0～5℃的低温中，把烘干研磨好的3,4-二硝基吡唑细粉缓慢加入反应容器，待3,4-二硝基吡唑完全溶解后，将无水碳酸钾和碳酸二甲酯依次加入容器反应液中，加料完毕后，在60～110℃下搅拌保温反应4～10h，然后将反应液加入盛有蒸馏水的容器中，充分搅拌至液体呈深红色，并有油珠出现后，用二氯甲烷多次萃取，合并有机相，减压旋蒸，去除溶剂，得到粗品，并用苯重结晶得到淡黄色晶体，即为1-甲基-3,4-二硝基吡唑。

本发明与背景技术相比，其优点在于：

1）本方法以3,4-二硝基吡唑为原料，通过甲基化合成目标产物，避免了以N-甲基吡唑为原料硝化过程中副产物的生成，提高了产品纯度及产率；

2）原料3,4-二硝基吡唑是一种可替代TNT的熔铸炸药载体，可以广泛应用于熔铸炸药的制备，本方法正是以其为原料，合成了一种较好的常温液体炸药；

3）甲基化试剂采用绿色化学原料碳酸二甲酯，代替了传统的甲基化试剂硫酸二甲酯、卤代甲烷等剧毒物质，符合绿色化学的研究方向。

4）本方法反应条件温和，易于控制，原料易于合成采购，合成过程简单，易于工业化生产。

附图说明

图1是本发明制备得到的1-甲基-3,4-二硝基吡唑的红外光谱图。

图2是本发明制备得到的1-甲基-3,4-二硝基吡唑的热分析图（DSC图）。

具体实施方式

实施例1