[发明专利]3,5-二硝氨基-1,2,4-三唑肼盐（HDNAT）改性晶体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及3,5-二硝氨基-1,2,4-三唑肼盐（HDNAT）的改性晶体及适宜培养剂的选择，HDNAT属于高能量密度材料领域。

背景技术

3,5-二硝氨基-1,2,4-三唑肼盐（HDNAT）为典型的多氮含能化合物。所谓多氮化合物是指分子结构中含有多个氮原子直接相连的化合物，多氮化合物具有高氮低碳氢含量以及高张力等特征，使其具有高生成热，且易于实现氧平衡的特点，是理想的高能量密度材料。HDNAT具有密度高、氮含量高、氧平衡好等优点，其分解产物为清洁的氮气，是理想的“绿色高性能含能材料”。

目前多氮含能化合物已是国际含能材料研究领域的热点，并广泛应用于低特征信号绿色推进剂、不敏感单质含能化合物以及气体发生剂等领域。HDNAT有广阔的应用前景，但目前关于多氮化合物HDNAT的文献和专利鲜有报道。

本发明涉及了HDNAT改性晶体的获得以及适宜培养剂的选择，采用体积比为1:1的甲醇/水体系培养出了高能化合物HDNAT的一种新型晶体。

发明内容

本发明的目的是选择适宜溶剂来培养出具有完整晶型的3,5-二硝氨基-1,2,4-三唑肼盐（HDNAT）晶体，结果发现体积比为1:1的甲醇/水体系培养出的HDNAT晶体分子具有一种新型的原子连接形式，即获得了HDNAT的改性晶体。

本发明的目的通过以下技术方案实现的：

测试HDNAT的溶解性选择制备晶体的溶剂。首先采用单一溶剂作培养剂培养晶体。取少量的HDNAT溶于一定量的水中使HDNAT完全溶解，然后用0.22μm滤膜去除杂质。取同样量的HDNAT溶于一定量的乙腈、氯仿、乙酸乙酯、甲醇等溶剂，用同样的方法处理。然后用封口膜封口，并用注射针在封口膜上扎出若干小孔以便溶剂缓慢挥发。室温静置培养数天，无棒状晶体析出。

下一步采用混合溶剂，采用了乙腈/水、甲醇/水、氯仿/水、乙酸乙酯/石油醚等体系，混合溶剂体积比定为1：1，按照上述的方法进行。室温静置培养数天，观察到甲醇/水体系析出的晶体无色透明，结构完整。

将甲醇/水的体积比调成0:1，1:10，1:2，1:1，2:1，5:1，10:1等寻求最佳体积比。在室温下培养HDNAT数天后，观察所有的小玻璃瓶发现，体积比为1:1的甲醇/水体系析出的晶体最佳，无色透明，结构完整。

将体积比为1：1的甲醇/水体系培养出的样品单质晶体作X-ray衍射分析，得到X-ray衍生图和HDNAT单晶结构简图。HDNAT的X-ray衍生图的原子连接形式与该物质的分子结构式有所不同，但原子数目和种类是一样的。X-ray显示：N2上连有一H原子，N4和N6上无H原子，肼分子中多一H原子。初步分析认为：N2、C2、N6三原子存在大∏键离域，导致N6上的Ｈ移到N2上。由N5、O1、O2组成的硝基是强吸电子基团，导致N4上的H易以H+形式离去，硝基又可以有效地降低N4原子上的电子云密度而使其稳定，从而导致该结构稳定存在。HDNAT单晶结构具体数据分析如下：

表1.HDNAT分子结构中各个原子坐标

表2.HDNAT分子中原子键长

表3.HDNAT分子中原子键角

从X-ray衍生图分析可知体积比为1：1的甲醇/水体系培养出的晶体是高能炸药HDNAT的一种新型晶体。

附图说明

图1是X-ray衍生图。

图2是HDNAT单晶结构简图

具体实施方式

下面结合具体实施例来详述本发明，但不限于此。

实施例1

取HDNAT样品50mg溶于0.5ml水和0.5ml甲醇混合溶液中，用0.22μm滤膜过滤，滤液置于干净的小玻璃瓶中，并用封口膜封口，用注射针将封口膜扎出若干小口，静置。20天后，有棒状晶体出现。

实施例2

取HDNAT样品50mg溶于1ml水和1ml乙腈混合溶液中，用0.22μm滤膜过滤，滤液置于干净的小玻璃瓶中，并用封口膜封口，用注射针将封口膜扎出若干小口，静置。25天后，有棒状晶体出现。