[发明专利]3,6,7-三氨基三唑并三唑的合成方法

说明书

本发明公开了一种3,6,7‑三氨基‑7H‑[1,2,4]三唑[4,3‑b][1,2,4]三唑的合成方法，该方法包括以下步骤：在20℃～50℃搅拌下，将3,6,7‑三氨基‑7H‑[1,2,4]三唑[4,3‑b][1,2,4]三唑盐酸盐加入乙醇中，再加入Na₂CO₃，在50℃～78℃反应1h～2h，冷却、过滤、水洗、干燥得3,6,7‑三氨基‑7H‑[1,2,4]三唑[4,3‑b][1,2,4]三唑。本发明主要用于3,6,7‑三氨基‑7H‑[1,2,4]三唑[4,3‑b][1,2,4]三唑的合成。

技术领域

本发明涉及一种3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑的合成方法，属于含能材料领域。

技术背景

富氮化合物主要指氮含量达到50％以上的氮杂环类化合物，其中三唑类化合物是典型的富氮化合物，由于其结构中含有大量的N-N、C-N、N＝N等化学键，从而拥有较高的生成焓和能量密度。氮原子的电子在三唑环中形成共轭效应，化学键的键能提高，使得富氮含能分子的稳定性得以提高，从而符合钝感的理念。因此在生产和应用方面有广泛的前景，这些富氮化合物常常被应用于推进剂、炸药、高能添加剂、气体发生剂等方面。

近年来Thomas M.等人设计合成了一系列氨基三唑类化合物，其中典型代表为3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑，晶体密度为1.725g/cm³，爆速为9385m/s，爆压为297bar。Thomas M.等人在《New energetic aminotriazoles》New Trends in Research of Energetic Materials,Czech Republic,2015 265-273公开了一种3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑合成方法，其合成路线如下：

该合成方法将3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑盐酸盐和碳酸钠加入水中，回流反应，反应完毕后冷却析出固体为到3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑。该方法主要存在以下不足：反应条件需要在水中回流反应温度高达100℃，收率仅为80％。3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑盐酸盐和碳酸钠在水中反应比较剧烈产生大量的泡沫容易冲料，高温回流使合成过程中存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决得技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种反应条件温和、合成收率高的3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑的合成方法。

本发明构思：采用温和的反应条件高收率合成出3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑，本发明的合成路线如下：

本发明的3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑的合成方法，3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑的结构式如(I)所示：

以3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑盐酸盐为原料，其结构式如(II)所示，本发明包括以下步骤：在20℃～50℃搅拌下，将3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑盐酸盐加入乙醇中，再加入Na₂CO₃，在50℃～78℃反应1h～2h。冷却、过滤、水洗、干燥，得3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑。其中3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑盐酸盐和碳酸钠摩尔比为2:1～1.2。