[发明专利]1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于含能材料领域，具体涉及一种1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的制备方法。

技术背景

1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐是一种高能不敏感含能材料，预计在固体推进剂和混合炸药领域具有广阔的应用前景，但是，目前，合成规模较小，难以为应用提供足够的产品。一种1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的合成方法，是以1,1’-二羟基-5,5’-联四唑为原料，经和羟胺水溶液的中和反应制备1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐。该方法的原料1,1’-二羟基-5,5’-联四唑是从含氯化氢的有机溶剂中分离出来的，在后处理以及干燥过程中产生大量的酸雾，严重腐蚀设备，因此，不适宜放大合成规模。另一种1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的合成方法是以中性的1,1’-二羟基-5,5’-联四唑钠盐为原料，经与盐酸羟胺在水溶液中的复分解反应制备1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐，该方法的原料1,1’-二羟基-5,5’-联四唑钠盐可通过1,1’-二羟基-5,5’-联四唑和氢氧化钠的原位中和反应制得，避免了酸雾腐蚀问题的发生。

例如，《Pushing the limits of energetic materials-the synthesis and characterization of dihydroxylammonium 5,5’-bistetrazole-1,1’-diolate》Journal of Materials Chemistry,2012,22:20418-20422.一文公开了一种以1,1’-二羟基-5,5’-联四唑钠盐为原料合成1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的制备方法。该制备方法的合成路线如下所示：

该制备方法包括以下步骤：将1.287g四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二钠盐溶于10g沸水中，加入含0.750g盐酸羟胺的饱和水溶液，过滤，冷水洗涤，得到1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐，产率为94.55％。可见，该制备方法中由四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二钠盐制备1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的步骤中，所需溶剂用量较大，反应溶剂水和四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二钠盐的质量比为7.77:1，反应温度较高。

发明内容

本发明所解决的技术问题是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种收率相当、溶剂用料较少、反应温度较低的1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的制备方法。

本发明的1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的制备方法，合成路线如下所示：

为解决上述技术问题，本发明的1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的制备方法，1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的结构式如(I)所示：

以四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二钠盐为原料，其结构式如(II)所示，包括如下步骤：

在温度为15℃～50℃的条件下，向圆底烧瓶中加入蒸馏水和四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二钠盐，搅拌，滴加质量分数为40.66％的盐酸羟胺水溶液，搅拌反应5min～1h，冰盐浴冷却至0℃，过滤，水洗，甲醇洗涤后，干燥得到1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐。

其中所述蒸馏水和四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二钠盐的质量比为1～6:1，所述盐酸羟胺水溶液和四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二钠盐的质量比为1.5～2.0:1。

一种优选的1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐的制备方法，包括如下步骤：

在温度为20℃的条件下，向圆底烧瓶中分别加入质量比为1:1的蒸馏水和四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二钠盐，搅拌，升温至25℃，向上述体系中滴加入与四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二钠盐的质量比为2.0:1的质量分数为40.66％的盐酸羟胺水溶液，搅拌反应1h，冰盐浴下冷却至0℃，过滤，水洗，醇洗后，干燥得到1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐。

本发明的优点：