[发明专利]一种一步法合成3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱的方法

说明书

本发明属于化学合成领域，具体公开了一种利用微通道反应器一步法合成3,4‑双(4’‑氨基呋咱‑3’‑基)氧化呋咱的方法，将3‑氨基‑4‑偕胺肟基呋咱溶液与亚硝酸钠水溶液分别同时泵入微通道反应器的微混合器中，混合后通入微反应器进行反应，即得含有3,4‑双(4’‑氨基呋咱‑3’‑基)氧化呋咱的反应液。本发明中反应工艺实现了从原料AAOF到目标产物DATF一步直接合成，反应时间短、原料转化率高以及目标产物收率高等优点，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种利用微通道反应器一步法合成3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱的方法。

背景技术

呋咱化合物是高能量密度化合物以及高含氮化合物的重要类型，它同时具有高能量密度、成烩、高氮含量等优点。呋咱环为一个含有2个碳原子、2个氮原子、1个氧原子的五元环平面结构，分子式为C₂N₂OH₂，又称为恶二唑环，其含氮量为37％，含碳量为34％，含氧量为23％，环上六个电子形成一个共轭大π键，具有一定的芳香性，其能量来源是基于分子中含有大量的碳氮、氮氮键；对于设计含有C,H,O,N原子的高能量密度化合物，呋咱环是一种非常有效的结构单元。鉴于呋咱含能衍生物由于具有高能量密度、高标准生成焓(ΔHf)、高氮含量等优点，已成为国内外备受关注的研究方向之一。此外，研究表明氧化呋咱环为“潜硝基”内侧环结构，一个环内含有2个活性氧原子，含氧量和分子的结晶密度更高。

目前，DATF的主要合成方法：从3-氨基-4-氨基肟基呋咱(AAOF)出发，在盐酸溶液中对AAOF进行重氮化后脱氮生成3-氨基-4-酰氯肟基呋咱(ACOF)，之后稀碱作用下发生脱HCl反应，生成3-氨基-4-氧代腈基呋咱，3-氨基-4-氧代腈基呋咱发生1,3-偶极反应制的DATF。该方法中，由AAOF合成DATF的过程需要分离出中间体3-氨基-4-酰氯肟基呋咱(ACOF)，为两步反应，且每步反应都需要低温的反应条件，总得反应时间为8小时，总得收率只有50％左右。现有的合成DATF的方法中，都存在有大量废水排出，操作工艺繁杂，安全性不可控，设备占地面积过大，工业扩大困难，工业生产成本高等问题。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种一步法合成3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱的方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种利用微通道反应器一步法合成3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱的方法，其反应路径如下所示：

具体得，所述的方法为将3-氨基-4-偕胺肟基呋咱溶液与亚硝酸钠水溶液分别同时泵入微通道反应器的微混合器中，混合后通入微反应器进行反应，即得含有3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱(DATF)的反应液。

其中，所述的3-氨基-4-偕胺肟基呋咱溶液的溶剂为含有酸的混合溶液。

其中，所述的酸为硫酸、硝酸、甲酸、乙酸、磷酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸和四氟硼酸中的任意一种或几种组合，优选为硫酸和硝酸。

其中，所述的混合溶液中，酸的浓度为5.0～18.0mol/L，优选为10.0～18.0mol/L。

其中，所述的含有酸的混合溶液的溶剂为水或有机溶剂。

其中，所述的有机溶剂为二氯甲烷、乙腈、丙酮、1,4-二氧六环、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲酰亚胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯、氯仿、乙醚和乙醇中的任意一种或几种，优选为乙腈。

其中，所述的3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)溶液的浓度为0.1～5.0mol/L，优选为0.1～2.0mol/L。