[发明专利]一种3,4-二硝基吡唑的制备方法

说明书

本发明涉及一种3,4‑二硝基吡唑的制备方法。本发明3,4‑二硝基吡唑的制备方法包括以下步骤：1)硝化：将浓硫酸加入到四口瓶中，然后慢慢滴加发烟硝酸，此时温度保持在35℃以下，然后将反应液升温至50℃，开始慢慢加入3‑硝基吡唑，此步加料温度控制在80℃以下，加完后升温至80‑120℃保温反应0.5‑1h，冷却，温度降至50℃析出白色固体；2)过滤：反应液降温至25℃用砂芯漏斗抽滤；3)洗涤、过滤及干燥：滤饼用150g冰水洗涤，抽滤后放入烘箱干燥得到白色的3,4‑二硝基吡唑固体颗粒；4)重结晶：将3,4‑二硝基吡唑放入水中，然后升温至50℃至全溶，后降温至10℃可析出白色粒状3,4‑二硝基吡唑，然后抽滤放入烘箱按上步进行干燥。

技术领域

本发明涉及一种3,4-二硝基吡唑的制备方法，本发明所制备的3,4-二硝基吡唑高能钝感炸药，熔点较低，且可作为熔铸炸药中作为液相载体。

背景技术

3,4-二硝基吡唑(DNP)是一种能量接近TNT，感度低于TNT的低熔点炸药，淡黄色晶体，分子式C₃H₂N₄O₄，分子量158，熔点85℃，密度1.87g/cm³，能量1961cal/cm³，撞击感度、摩擦感度、真空安定性优于RDX和HMX，且撞击敏感度和热稳定性也较好。其英文名称为3,4-Dinitro-1H-pyrazole，其结构式为：

1973年，J.W.A.M.Janssen等{[1]Pyrazoles.VII..Preparation of 3(5)-nitropyrazoles by thermal rearrangement of N-nitropyrazoles[J].The Journal ofOrganic Chemistry,1973,38(10):1777-1782}；此论文中有阐述用3-硝基吡唑为原料通过浓硫酸和发烟硝酸体系进行硝化，其中n(3-NP)：n(发烟硝酸)：n浓硫酸＝1.5g:0.623ml:1.926ml＝1:1.06:2.68。

1976年，Latypov和Silevich等{[2]Diazotization of aminonnitro-pyrazoles.Khimiya Geterotsikl.Soedin.1976,12,1649-1653.}重氮化3-氨基-4硝基吡唑合成了DNP，产率36％，其反应方程式如下。

Vinogradov和Cherkasova等{[3]Nitropyrazoles 5.Synthesis of substituted3-nitropyrazoles from 3-amino-4-cyanopyrazole.Russian Chemical Bulletin,1993,42(9):1552-1554.}硝化3-硝基-4-氰基吡唑合成了DNP。其合成方程式如下。

2005年，Katritzky等{[4]Direct nitration of five memberedheterocycles.ARKIVOC(iii),2005,179-191.}采用三氟乙酸酐作溶剂，硝酸为硝化剂，研究了一系列五元杂环的硝化，其中提到了DNP的合成，其合成路线如下。该方法使用大量的三氟乙酸酐，反应后产生大量三氟乙酸，污染严重，且三氟乙酸酐价格昂贵。

2011年，汪营磊等{[5]3.4-二硝基吡唑的合成与性能研究[J].含能材料，2011，19(04)：377-379.}以吡唑为原料，经N-硝化、热重排、C-硝化等三步反应合成了化合物DNP，此方法反应条件温和，且成本较之前几种方法低，产率也略高，也是现阶段研究DNP的主要路线。