[发明专利]一种4-氨基-3-硝氨基噁二唑铜含能化合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种4‑氨基‑3‑硝氨基噁二唑铜含能化合物，结构式如式Ⅰ所示：通过将二氨基呋咱在浓硫酸和硝酸铵作用下进行硝化并与氨水反应后，加入三水合硝酸铜反应得到4‑氨基‑3‑硝氨基噁二唑铜含能化合物。本发明制备出一种晶体结构独特，氧平衡较高，能量较高的有机金属配合物作为新型富氧含能材料应用于推进剂的燃速调节剂；合成步骤简短，在配合物的合成过程中使用的溶剂为蒸馏水，与现有技术中使用较多的有机溶剂相比，其对环境绿色无污染。

技术领域

本发明属于含能材料合成技术领域，具体涉及一种4-氨基-3-硝氨基噁二唑铜含能化合物及其制备方法。

背景技术

含能材料是武器系统不可或缺的材料之一，是常规武器系统实现高效毁伤的能量载体，也是武器远程投送和枪炮发射的动力源泉。其中，含能化合物是核心组成部分，近年来富氮含能化合物已发展为含能化合物领域的研究热点之一。武器装备的不断发展对含能材料的性能提出了更高的要求，促使含能材料从能量，密度，热稳定性，氧平衡，安定性等多个维度实现更进一步的发展，含能配合物由含能有机化合物具有的独特晶体结构带来了密度和热稳定性的提升，近年来引起了含能材料领域研究的较多关注。

噁二唑类化合物有良好的氧平衡，较高的密度和生成热，如何在提高含能材料氮含量的同时，进一步改善含能材料的氧平衡水平是现在研究的重点。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种4-氨基-3-硝氨基噁二唑铜含能化合物及其制备方法，在提高含能材料氮含量的同时，进一步改善含能材料的氧平衡水平，改善含能化合物多为负氧平衡的技术问题，进而全面提高含能材料的爆轰性能。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：

本发明第一个目的在于提供一种4-氨基-3-硝氨基噁二唑铜含能化合物，结构式如式Ⅰ所示：

本发明第二个目的在于提供一种4-氨基-3-硝氨基噁二唑铜含能化合物的制备方法，包括以下步骤：

1)将二氨基呋咱在浓硫酸和硝酸铵作用下进行硝化并与氨水反应得到式II化合物；

2)将4-氨基-3-硝氨基噁二唑铵盐溶于水中，待其完全溶解后，加入三水合硝酸铜，对体系进行升温，反应完成后冷却至室温，静置，过滤并干燥，得到所述4-氨基-3-硝氨基噁二唑铜含能化合物；

式II化合物的结构式如下：

所述式II化合物为4-氨基-3-硝氨基噁二唑铵盐。

进一步的，步骤1)中加入质量分数为98％的浓硫酸。

进一步的，步骤1)中硝化反应后的溶液中加入到20mL冰水中，用乙醚萃取后再与氨水反应。

进一步的，所述4-氨基-3-硝氨基噁二唑铵盐与三水合硝酸铜的摩尔比为1:3。

进一步的，步骤2)中4-氨基-3-硝氨基噁二唑铵盐与水的比例为1mmol：3.5mL。

进一步的，步骤2)中升温反应的条件为80℃，30min。

本发明第三个目的在于提供一种4-氨基-3-硝氨基噁二唑铜含能化合物作为高密度含能材料的应用。

进一步的，所述4-氨基-3-硝氨基噁二唑铜含能化合物作为高密度含能材料作为燃速调节剂应用于推进剂的制备。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：