[发明专利]一种通过两步溶解-沉降法制备高纯度双核二茂铁的方法

说明书

本发明涉及一种通过两步溶解‑沉降法制备高纯度双核二茂铁的方法，利用双核二茂铁与单核二茂铁溶解度的差异，除去组分含量低且在极性溶剂中溶解度较高的单核二茂铁杂质，得到高纯度双核二茂铁。本方法分为三步：首先制备混合溶剂A，在高温超声的条件下得到待分离物质的饱和溶液；再将此饱和溶液在低温条件下静置分层，得到纯度＞96％的双核二茂铁；最后以纯度＞96％的双核二茂铁为原料重复高温溶解‑低温沉降的过程进行二次分离，得到纯度＞98％的双核二茂铁。本方法操作工艺简便快捷，无需搭建复杂设备，成本低廉；所用容器可进行比例放大，从而实现规模化、工业化制备；所用溶剂可进行回收利用，制备过程不产生废液废气，绿色环保。

技术领域

本发明属于双核二茂铁分离提纯领域，涉及一种通过两步溶解-沉降法制备高纯度双核二茂铁的方法。

背景技术

二茂铁及其衍生物是一类具有独特夹心结构的非苯芳环金属有机化合物，具有芳香性、氧化还原性、稳定性、低毒性等特殊的性质，已被广泛用于医学、电化学、液晶材料、感光材料、燃料油消烟剂、燃气助燃催化剂等诸多领域。

二茂铁衍生物也是一类燃速催化剂，并已经广泛应用在固体推进剂尤其是AP/AI/HTPB推进剂中。二茂铁基团的个数不同决定了二茂铁衍生物可分为单核二茂铁衍生物、双核二茂铁衍生物。双核二茂铁衍生物具有铁含量高、催化效果优良、迁移性小、沸点高、热稳定性好、不易挥发等优点，逐渐取代了单核二茂铁衍生物，成为燃速催化剂的首选。

2,2-双(乙基二茂铁)丙烷是可以工业上合成的一类双核二茂铁。由于2,2-双(乙基二茂铁)丙烷分子量比较大、二茂铁含量高,所以是一种催化活性高、耐迁移性高的燃速催化剂。但是一般双核二茂铁的成分十分复杂,除了水分、无机酸、无机铁等杂质外,还含有合成中残余原材料及生成的多种单核二茂铁衍生物杂质(如二茂铁、乙基二茂铁、乙酰基二茂铁及二乙基二茂铁等)。其中，单核二茂铁因含有茂环结构单元而具有一定的催化作用，但是由于其催化的效果与主体不同而使得弹道实际性能与设计值发生偏离；单核二茂铁沸点低，在推选剂生产中易挥发，导致装药过程可能出现安全隐患，药柱成型时产生气泡、力学性下降；要重要的是单核二茂铁还会在武器长储过程中迁移，迁移到药柱表面的小分子严重时使药柱与衬层之间脱粘，导致弹道性能不稳定，甚至在点火时发生爆燃而导致机毁人亡等严重事故，所以严格控制燃速催化剂小分子杂质的含量至关重要。因此制备高纯度的双核二茂铁成为解决问题的关键。

通过惰性载气辅助水蒸气蒸馏的方法对双核二茂铁原料进行分离，但是该方法实验装置的搭建较为复杂，需要的仪器设备较多，不能更加方便快捷的制备纯度达标的双核二茂铁。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，实现简便快捷的规模化制备高纯度双核二茂铁，本发明提出一种通过两步溶解-沉降法制备高纯度双核二茂铁的方法，可得到纯度大于98.0％的双核二茂铁。。

技术方案

一种通过两步溶解-沉降法制备高纯度双核二茂铁的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将甲醇:乙醇:石油醚以85:9:6的体积比混合，制得混合溶剂A；

步骤2：将混合溶剂A加热到临近沸点，在恒温且超声震荡的条件下加入双核二茂铁工业品原料，直到溶液刚好饱和，停止加热与震荡，记为饱和溶液B；

步骤3：待溶液B自然冷却至室温，再将其置于-20℃至-30℃温度下冷冻静置大于3h后溶液分层，上层为浅黄色溶液，下层为黏稠膏状物，趁冷倒出上层浅黄色溶液并取出下层黏稠膏状物为纯度＞96.0％的双核二茂铁；

步骤4：以纯度＞96.0％的双核二茂铁取代步骤2的双核二茂铁工业品原料，重复步骤2～步骤3；检测下层膏状物如果纯度没有＞98.0％，则以该物质取代步骤2上一次的双核二茂铁重复步骤2～步骤3，得到的黏稠膏状物为纯度＞98.0％的双核二茂铁。