[发明专利]一种2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成领域，涉及2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物，具体涉及一种2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物的合成方法。

背景技术

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物（简称LLM-105）是一种性能优良的新型高能低感耐热单质炸药，其晶体密度为1.913g·cm^-3，爆速和比冲分别为8560m·s^-1、2122.68N·s/kg(7MPa)，能量比TATB高25%，是HMX的81%。DSC分解峰温大于350℃（10℃/min），机械感度为H₅₀=117cm，与与铜、铝、不锈钢、黑索今(RDX)等相容性良好，可用于特殊武器、钝感传爆药、超高温石油射孔弹、火工品等领域。

LLM-105的合成主要是通过以2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪为中间体，再在三氟乙酸中使用双氧水氧化的制备方法，是国内外普遍采用的工艺路线。例如P.F.Pagoria.Synthesis of LLM-105[R],UCRL-JC-117228,1997.，2001年，J.Kerth and W.Kuglstatter,Synthsis and characterization of 2,6-diamino-3,5-dinitropyazine-1-oxide(NPEX-1),International Annual Conference of ICT[C],32nd(Energetic Materials),166/1～166/11,2001，李海波，程碧波，李洪珍等，2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物的合成[J]，有机化学，2007，27（1）：112～115。王友兵，邓明哲，廉鹏等，耐热炸药LLM-105合成、应用及量子化学研究[J]，火炸药学报，2013,36（1）：38～42公开了一种LLM-105合成方法，其合成路线如下：

在该方法中，反应时间为14h，收率为93%，纯度为93%，上述方法未采用催化剂，反应使用的溶剂三氟乙酸（TFA）的挥发性强，对人体及设备具有强烈的刺激和腐蚀作用，并且价格昂贵，回收困难，导致LLM-105制造成本高、环境污染严重。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明的目的在于，提供一种2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物的合成方法，该氧化物的合成方法中引入低成本反应溶剂，并且开发一种与该溶剂匹配的催化剂，使得LLM-105的合成时间缩短，溶剂便宜且环保，制造成本降低。

为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物的合成方法，该合成方法以如（II）所示的2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪为原料，以双氧水为氧化剂，生成结构式如（I）所示的2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物；

该合成方法以均苯四甲酸酐（PMDA）为催化剂，以冰醋酸为溶剂，按照以下反应式进行：

具体的合成方法包括以下步骤：

在常温搅拌情况下，将2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪和均苯四甲酸酐依次加入到冰醋酸中，再滴加H₂O₂，加完后反应体系加热至30℃～50℃，保持15min～30min，然后升温至60℃～80℃，反应5h～10h，降至室温过滤、洗涤、干燥后得到2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物，其中：

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪与冰醋酸的质量体积比为1：（10～20），量纲比为g/ml；

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪与均苯四甲酸酐的摩尔比为1：（0.46～0.92）；

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪与质量浓度为50%的H₂O₂的质量比为1：（2～4）。

上述方法中所述的洗涤为先用水洗涤，然后再用丙酮洗涤。

本发明与现有技术相比的有益技术效果：