[发明专利]一种4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的制备方法，属于高分子合成技术领域。

背景技术

含能材料的研究已经从传统炸药进入了富氮化合物的时代。作为一类新型的含能材料，富氮化合物一般具有高正生成焓、高密度和良好的热稳定性等一系列优良的性质，因此受到人们的广泛关注。富氮化合物主要应用于高能钝感炸药、小型推进系统固体燃料、气体发生剂、低温灭火剂等军事化学和爆炸安全领域。

4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的分子式为N₁₁C₄H₃，含氮量为75.12％，而且分子中有一定量的氢原子，可以增加相应的氢键，提高稳定性。2007年日本学者T.Hiroaki和T.Toshiyuki在专利WO 2007/013323 A1中首次报道了4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的合成，但是合成步骤繁杂，反应时间长达18个小时，也没有对4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的爆轰性能、热分析和机械感度等性能进行研究。

发明内容

针对现有4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的制备方法步骤繁琐、反应时间长的问题，本发明的目的之一在于提供一种4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的制备方法，所述方法步骤简单、反应时间短，且4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的产率较高。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种的制备方法，所述方法具体步骤如下：

(1)将ZnCl₂、NaN₃和4,5-二氰基-1,2,3-三唑溶解在有机溶剂中，回流反应0.5～2h，过滤，得到固体a；

(2)将固体a加入碱溶液中，搅拌，过滤，得到溶液a；

(3)向溶液a中加入酸，至溶液a的pH＝1，抽滤，得到固体b，洗涤，干燥，得到本发明所述4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑。

其中，步骤(1)所述ZnCl₂在有机溶剂中的浓度优选0.02～0.6g/mL；NaN₃ 在有机溶剂中的浓度优选0.01～0.6g/mL；4,5-二氰基-1,2,3-三唑在有机溶剂中的浓度优选0.01～0.8g/mL；

所述有机溶剂优选氯仿、四氢呋喃、二氯甲烷、苯、甲苯、乙二醇和正丙醇中的一种；

步骤(2)所述碱的质量浓度为5～15％，优选氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钡中的一种；碱的添加量为使固体a充分溶解；

步骤(3)所述酸的质量浓度为5～15％，优选盐酸、硝酸和硫酸中的一种；

步骤(1)所述4,5-二氰基-1,2,3-三唑的制备方法如下：

在三口烧瓶中加入二氨基马来腈64.86g，向其中加入600ml HCl，冷却至0℃，滴加NaNO₂溶液(41.34g，150ml)，滴加过程中温度控制0～5℃。滴加完毕反应0.5h，之后常温反应1h。反应完毕，抽滤得到橙色溶液，用乙醚(100ml)萃取3次，将得到的乙醚溶液常温蒸馏，析出得到4,5-二氰基-1,2,3-三唑；其中，HCl的浓度为1mol/L。

有益效果

(1)本发明所述方法步骤简单、反应时间短，仅需1～3h即可完成4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的制备过程；且选用的有机材料均为常见材料，使得所述制备方法经济易行。

(2)本发明所述方法制备的4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑产率高达95％。

(3)本发明所述方法制备的4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的爆速爆压均高于TNT，机械感度和热稳定性适中，是一种性能优良的基础含能材料，有望在气体发生剂、炸药和固体推进剂领域获得应用。

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。

以下实施例中提到的主要仪器与设备信息见表1。

试验中用到的NaNO₂、ZnCl₂、NaN₃、有机溶剂、碱和酸均为分析纯，购买自北京化工厂。二氨基马来腈购买自天津锯华化工有限公司。

表1

以下实施例中所述4,5-二-5-四唑基-1,2,3-三唑的生成热根据式(1)～(3)

计算得到：