幾種吡嗪類耐熱含能化合物的合成.pdf

1、2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪(ANPZ)是一種吡嗪類耐熱單質(zhì)炸藥，又是合成新型鈍感耐熱炸藥LLM-105的重要中間體。在目前ANPZ的主要合成工藝中，氨化反應(yīng)使用的溶劑為乙腈，成本偏高、毒性大，限制了其進(jìn)一步生產(chǎn)，因此選擇合適的溶劑對(duì)改進(jìn)ANPZ的合成工藝有重大意義。2，6-二苦氨基-3，5-二硝基吡啶(PYX)是世界上耐熱性能最好的單質(zhì)炸藥之一，然而其爆轟性能并不理想，因此設(shè)計(jì)將其母環(huán)換成吡嗪環(huán)，研制開發(fā)出一類擁有類似PYX的熱

2、安定性、同時(shí)具有更高能量的含能材料是目前研究的熱點(diǎn)課題。
　　以2，6-二氯吡嗪為原料，通過取代、硝化和氨化反應(yīng)制備ANPZ。并采用發(fā)煙硫酸和發(fā)煙硝酸為硝化體系，使用乙醇和乙腈的混合溶液為氨化反應(yīng)溶劑，通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化工藝條件，得到了ANPZ的最佳制備條件。硝化條件為:V(H2SO4)∶V(HNO3)=3∶1，反應(yīng)溫度20℃，反應(yīng)時(shí)間3h，收率63.8％;氨化條件為:乙醇和乙腈的混合溶劑為反應(yīng)溶劑、V(CH3CH2OH

3、)∶V(CH3CN)∶V(NH3·OH)=1.5∶1.5∶1、反應(yīng)溫度70℃、反應(yīng)時(shí)間2h，ANPZ收率達(dá)97％。
　　通過2，4，6-三硝基氯苯和2，6-二氨基吡嗪縮合合成了新型含能化合物2，6-二苦氨基吡嗪。其中2，4，6-三硝基氯苯通過2，4-二硝基氯苯硝化制得;2，6-二氨基吡嗪通過亞氨基二乙腈經(jīng)亞硝化和環(huán)化反應(yīng)合成。并確定了合成2，4，6-三硝基氯苯的最佳工藝條件:反應(yīng)溫度為140℃，反應(yīng)時(shí)間5h，n(KNO3)∶V(H

4、2SO4)=0.098 mol∶22 mL，經(jīng)重結(jié)晶后，2，4，6-三硝基氯苯的總收率為57.4％。確定了縮合反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件:反應(yīng)溶劑為異丙醇、溫度85℃、催化劑為吡啶、反應(yīng)時(shí)間5h，總收率72％。采用DSC研究了2，6-二苦氨基吡嗪的熱性能，其熱分解溫度為314℃。
　　以2，6-二苦氨基吡嗪為原料，通過硝化反應(yīng)合成了2，6-二苦氨基-3，5-二硝基吡嗪(BPNP)，通過研究不同硝化體系硝化劑的不同配比、不同反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)

5、溫度對(duì)硝化反應(yīng)收率的影響，確定了以濃硫酸發(fā)煙硝酸為硝化體系，硝化反應(yīng)的最優(yōu)反應(yīng)條件:反應(yīng)溫度50℃，V(H2SO4)∶V(HNO3)=4∶1，反應(yīng)時(shí)間為3h，硝化反應(yīng)收率為65％。利用TG和DSC研究了2，6-二苦氨基-3，5-二硝基吡嗪的熱性能，分解峰值為374.3℃，與PYX相當(dāng)，具有較好的熱安定性能。
　　理論計(jì)算了BPNP的相關(guān)性能，其密度1.81 g/cm3，爆速8.13 km/s，爆壓26.25 GPa，均高于PYX、