[发明专利]一种高效合成硝基乙腈的方法

说明书

本发明公开了一种高效合成硝基乙腈的方法，所述高效合成硝基乙腈的方法以硝基甲烷为起始原料，在碱作用下发生Henry反应得到硝基乙醛肟，硝基乙醛肟再在氯化亚砜的作用下，脱水得到硝基乙腈。本发明的从商业可得的低成本原料硝基甲烷出发，在碱作用下发生Henry反应得到硝基乙醛肟，硝基乙醛肟再在氯化亚砜的作用下，脱水得到硝基乙腈，通过两步反应实现了硝基乙腈的高效合成，合成过程对温度的要求相对较宽，操作步骤不复杂，能够得到稳定收率和稳定纯度的产品，生产成本低，周期短，克服了传统制备方法所存在的产量和质量不稳定、生产成本高、生产周期长等问题，可以为后续硝基乙腈在高密度含能材料领域的应用提供良好技术支持。

技术领域

本发明涉及含能材料领域，特别涉及一种高效合成含能材料重要合成物质硝基乙腈的方法。

背景技术

含能材料不仅是先进武器装备中的关键材料，同时也是工业和交通建设，以及航天运载推进系统中重要的能量来源。从以三硝基甲苯(TNT)为代表的一代含能材料，到黑索金(RDX)、奥克托金(HMX)为代表的二代含能材料，再到CL－20为代表的三代含能材料，对他们能量提升的一直是火炸药科学家努力的方向。但是由于含能材料能量和感度内部存在着矛盾，使得其能量提高遇到了瓶颈。新型芳香富氮唑类杂环含能化合物的出现，为解决这一难题提供了新的分子设计策略。例如平面芳香稠环型炸药DPX－26(Angew.Chem.Int.Ed.2016，55，15315)便实现了高能低感的目标，有望替代传统炸药RDX。

在这类含能化合物的合成当中，硝基乙腈作为一种良好的亲核试剂，同时具备了含能官能团硝基(NO₂)与氰基(CN)，且氰基可进一步转换为其他含能官能团及骨架，受到了广泛的关注。然而关于它的合成报道仅有少量报道，在现有合成路线中，现有合成路线的整个合成过程均需要精确控温，导致实验重复性差，后期纯化困难，极大限制了其工业化应用。另外，虽然硝基乙腈试剂已商业可得，但存在着供货商少(ChemicalBook显示国内4家，国外1家)，货期长(2－6周期货)，价格昂贵(例如伊诺凯：4424元/g，且仅有1g包装)等问题，这极大的限制了它在含能材料中应用价值，阻碍了含能化合物的合成探索。鉴于该化合物的重要性，结合目前制备硝基乙腈的方法所存在的产量和质量不稳定、生产成本高、生产周期长等问题，亟需开发出一种高效简洁、重复性强、产量和质量稳定、生产成本和周期都低的硝基乙腈制备方法。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高效合成含能材料重要合成物质硝基乙腈的方法，本发明的合成方法从商业可得的低成本原料出发，通过两步反应实现了硝基乙腈的高效合成，合成过程对温度的要求相对较宽，操作步骤不复杂，能够得到稳定收率和稳定纯度的产品，生产成本低，周期短，可以为后续硝基乙腈在高密度含能材料领域的应用提供良好技术支持，克服了传统制备方法所存在的产量和质量不稳定、生产成本高、生产周期长等问题。

本发明采用的技术方案如下：一种高效合成硝基乙腈的方法，其特征在于，所述高效合成硝基乙腈的方法以硝基甲烷为起始原料，在碱作用下发生Henry反应得到硝基乙醛肟，硝基乙醛肟再在氯化亚砜的作用下，脱水得到硝基乙腈。

在本发明中，硝基甲烷在碱作用下发生Henry反应得到硝基乙醛肟，反应原理为：

硝基乙醛肟再在氯化亚砜的作用下，脱水得到硝基乙腈，反应原理为：

通过上述两步反应实现了硝基乙腈的高效合成，合成过程对温度的要求相对较宽，操作步骤不复杂，能够得到稳定收率和稳定纯度的产品，生产成本低，周期短，可以为后续硝基乙腈在高密度含能材料领域的应用提供良好技术支持，克服了传统制备方法所存在的产量和质量不稳定、生产成本高、生产周期长等问题。

进一步，为了更好地实施本发明的硝基乙腈的高效合成方法，该合成方法包括以下步骤：