[发明专利]一种五元氮杂稠环骨架及其制备方法

说明书

本发明公开了一种五元氮杂稠环骨架及其构建方法，其结构式为：使用次氯酸叔丁酯与5,6‑二氨基呋咱[3,4‑b]吡嗪反应，可构建双呋咱[3,4‑b；3’,4’‑b’]哌嗪[2,3‑e；5,6‑e’]双吡嗪五元氮杂骨架。基于该骨架的离子盐均展现出优异的撞击和摩擦感度。

技术领域

本发明涉及含能材料技术领域，更具体的说是涉及一种五元氮杂稠环骨架及其制备方法。

背景技术

炸药是关系国家安全的战略性材料，作为武器系统发射、推进及毁伤的基础性能源材料，其性能是决定武器先进性的关键因素之一。随着现代战斗模式的多维化，战场环境日趋复杂，现代武器既需具备足够的毁伤威力，又要安全可靠，以适应运输、贮存、训练、作战等全寿命任务，这对炸药提出了高能量和高安全性的双重需求。因此，发展新型低感高能单质炸药已成为含能材料领域研究的热点之一。

氮杂稠环骨架是低感高能炸药常用的母体骨架。但目前，氮杂稠环骨架主要局限于二元和三元稠环，这在一定程度上限制了新型低感高能炸药分子的研发。因此，针对目前氮杂稠环骨架较为缺乏的现状，开发新型氮杂稠环骨架对于新型低感高能炸药的研发非常重要。

发明内容

针对目前氮杂稠环骨架较为匮乏的问题，本发明公开了一种新型含呋咱和吡嗪结构的五元氮杂稠环骨架及其制备方法，拓展了现有氮杂稠环骨架的种类，为五元氮杂稠环骨架的构建提供了新思路。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种五元氮杂稠环骨架，其结构式为：

进一步的，所述骨架为中的五个氮杂环在同一平面上。

进一步的，基于该骨架的分子具有类石墨烯层状晶体结构。

进一步的，所述骨架是通过使用次氯酸叔丁酯与5,6-二氨基呋咱[3,4-b]吡嗪反应所构建，具体合成路线如下：

本实施例还公开了一种五元氮杂稠环骨架的制备方法，合成路线如下：

制备方法如下：

(1)将前体5,6-二氨基呋咱[3,4-b]吡嗪溶于溶剂中，冰水浴降温至0-5℃，向溶液中滴加次氯酸叔丁酯，反应0.5-1小时；

(2)将反应液升至室温，加入酸，搅拌0.5-1小时；用去离子水萃取，取有机相旋干，得到五元氮杂稠环中性分子。

所述步骤(1)中，5,6-二氨基呋咱[3,4-b]吡嗪和次氯酸叔丁酯的摩尔比为1：(n～1.05n)。

所述步骤(1)中，反应中每毫摩尔5,6-二氨基呋咱[3,4-b]吡嗪使用的二氯甲烷的量为1～5mL。

所述步骤(1)中，所述溶剂包括单不限于二氯甲烷。

所述步骤(2)中，五元氮杂稠环和盐酸的摩尔比为1：(n～1.05n)。

所述步骤(2)中的酸包括单不限于盐酸。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

现有氮杂稠环骨架主要局限于二元和三元稠环骨架，在一定程度上限制了新型低感高能炸药分子的研发。本专利提供了一种全新的五元氮杂稠环骨架及其制备方法，拓展了现有氮杂稠环骨架的种类，也为五元氮杂稠环骨架的构建提供了新思路，对于新型低感高能炸药分子研发具有重要的实用价值。