[发明专利]一种亚甲基桥连富氮杂环化合物及其衍生物、制备方法

说明书

本发明一种亚甲基桥连富氮杂环化合物及其衍生物、制备方法，低温下在1‑乙腈基5‑氨基四唑的乙腈溶液中加入羟胺溶液，在室温下反应后产物分离得到沉淀物，再将沉淀物、碳酸氢钠和溴化氰分散在乙醇中室温反应10～14后将产物分离干燥得到亚甲基桥连富氮杂环化合物。在室温下将亚甲基桥连富氮杂环化合物溶解在‑5～5℃的发烟硝酸中室温下反应得到反应液，将反应液滴在冰上，冰上析出亚甲基桥连富氮硝铵化合物。先将亚甲基桥连富氮硝铵化合物溶解，之后分别加入有机碱或金属碱，所得体系在‑5～5℃下反应10～30min，最后在室温下反应30～60min，过滤产物后干燥，得到亚甲基桥连富氮硝铵化合物的非金属盐和金属盐。

技术领域

本发明涉及含能材料技术领域，具体为一种亚甲基桥连富氮杂环化合物及其衍生物、制备方法。

背景技术

富氮杂环化合物是一类有机化合物，广泛应用于医药、农药、染料以及含能材料领域。氮杂环化合物已发展成为新型农药研发的主流，已开发了多种杀菌剂、除草剂及杀虫剂。氮杂环农药的药效高，从而能够降低使用成本，且可降低对环境的影响。氮杂环类农药对温血动物的毒性低，对鸟类、兽类的影响小。

含能材料是一类重要的材料化学，而且使用需求不断增长。亚甲基桥连富氮杂环化合物也是含能材料领域的重要组成部分。在过去的几年中，新型绿色，安全，功能更强的含能材料的开发已成为主要的热点。含能材料的理想特性不仅包括高密度，高的正形成热，高的爆轰压力和速度，高的热稳定性和良好的氧平衡，而且对外界刺激(如撞击，摩擦和火花)的敏感性低。然而，即使经过数十年的努力，在能量特性和稳定性之间寻求平衡的方法仍然难以实现，即高能量和低机械感度无法同时满足。

能量和机械感度是含能材料的固有矛盾，机械感度即对外界刺激的敏感程度。含能材料的结构决定了多数情况下，高能量往往伴随着高机械感度。安全性是含能材料应用中首要考虑的因素，世界主要大国均发生过多起安全事故，因而，新型含能材料的开发尤其重视高能量与低机械感度的统一。分子在晶体中的堆积方式显著影响其机械感度，在分子中引入氢键是降低机械感度的有效方法，丰富的氢键还能够提高化合物的热稳定性。因此，如何设计具有氢键给体和受体的富氮杂环化合物是亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种亚甲基桥连富氮杂环化合物及其衍生物、制备方法，得到的化合物高氮含量、生成焓、高能量、无污染，可广泛用于炸药、高燃速推进剂。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种亚甲基桥连富氮杂环化合物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，先在-5～5℃下，在1-乙腈基5-氨基四唑的乙腈溶液中加入羟胺溶液，得到混合体系A，1-乙腈基5-氨基四唑和羟胺的摩尔比为1:1，再将混合体系A在室温下反应，得到反应液A，最后将反应液A中的产物分离，得到沉淀物；

步骤2，将沉淀物、碳酸氢钠和溴化氰分散在乙醇中，得到混合体系B，沉淀物、碳酸氢钠和溴化氰的比例为2mmol：2mmol：2.2ml，将混合体系B在室温下反应10～14，得到反应液B；

步骤3，将反应液B中的产物分离后干燥得到亚甲基桥连富氮杂环化合物。

优选的，步骤1将混合体系A在室温下反应10～14h。

优选的，步骤2先将沉淀物溶解在乙醇中，之后加入碳酸氢钠搅拌形成悬浮液，最后在悬浮液中加入溴化氰后搅拌，得到混合体系B。

一种由上述任意一项所述的亚甲基桥连富氮杂环化合物的制备方法得到的亚甲基桥连富氮杂环化合物。

一种亚甲基桥连富氮硝铵化合物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，按0.142g：1ml的比例，在室温下将亚甲基桥连富氮杂环化合物溶解在-5～5℃的发烟硝酸中，之后在室温下反应7～9h，得到反应液；