【摘要】：1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)是一種性能優(yōu)異的高能鈍感炸藥。目前,以4,6-二羥基-2-甲基嘧啶為原料,經(jīng)硝-硫混酸硝化得中間體2-二硝基亞甲基-5,5-二硝基嘧啶-4,6-二酮,而后水解開環(huán)合成FOX-7的工藝已達到公斤級別,處于放大至應(yīng)用的關(guān)鍵階段。進一步對該工藝路線進行優(yōu)化探索有助于解決其生產(chǎn)成本較高、有不穩(wěn)定的副產(chǎn)物二硝基甲烷生成這些問題。對該工藝中硝化中間體的水解反應(yīng)進行探索優(yōu)化和對副產(chǎn)物二硝基甲烷進行回收利用研究,不僅可消除該隱患,降低其生產(chǎn)成本,而且也可促進偕二硝基類含能材料的應(yīng)用與發(fā)展。本文通過對4,6-二羥基-2-甲基嘧啶制備FOX-7時產(chǎn)生的副產(chǎn)物二硝基甲烷進行回收,中和制成性質(zhì)穩(wěn)定的二硝基甲烷鉀鹽(KDNM),并就KDNM的合成工藝及其穩(wěn)定性進行了優(yōu)化與探討。而后,又以KDNM為原料,合成了 2,2-二硝基-1,3-丙二醇和1,3,5,5-四硝基六氫嘧啶(DNNC),也設(shè)計了多種合成路線進行1,3,3-三硝基氮雜環(huán)丁烷(TNAZ)的合成探索。其中,KDNM與甲醛、叔丁胺經(jīng)Mannich縮合成1,3-二叔丁基-5,5-二硝基六氫嘧啶,再硝解制得DNNC的合成工藝,其合成路線簡捷、高效,總產(chǎn)率達78.9%。與之前以硝基甲烷為原料合成2,2-二硝基-1,3-丙二醇,再經(jīng)Mannich縮合、硝解合成DNNC的工藝相比,本工藝無需構(gòu)造偕二硝基基團、亦無需中間體2,2-二硝基-1,3-丙二醇,這不僅縮短了其工藝路線,也極大地提高了其產(chǎn)率,使其極具放大應(yīng)用價值。此外,本文對4,6-二羥基-2-甲基嘧啶硝化后的硝化中間體2-二硝基亞甲基-5,5-二硝基嘧啶-4,6-二酮的水解開環(huán)反應(yīng)進行研究,采用硝酸鉀稀溶液作為開環(huán)試劑,制得了2-氨基-1,1,5,5-四硝基-4-羰基-3-氮雜-2-戊烯鉀鹽(KATNP)。KATNP的穩(wěn)定性好,可嘗試?yán)^續(xù)水解生成FOX-7與KDNM,進而避免有害物質(zhì)二硝基甲烷的出現(xiàn),同時亦可作為高能氧化劑應(yīng)用于火箭推進劑與導(dǎo)彈等領(lǐng)域。本文采用核磁氫譜、紅外光譜、質(zhì)譜等對反應(yīng)產(chǎn)物進行了表征,同時也對KDNM制備2,2-二硝基-1,3-丙二醇和DNNC的合成工藝進行了優(yōu)化,得到了相應(yīng)的最佳反應(yīng)條件。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ560
【圖文】：

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