【摘要】：五唑作為全氮含能材料中的一員,具有獨特的理化性質(zhì)。通過有機合成制備五唑,有助于推動全氮含能材料的發(fā)展,故具有非常重要的意義。以合成五唑為最終目的,進行了一系列的探索。以對氨基苯磺酸和2,6-二甲基苯酚為起始原料,通過重氮化、縮合和水解反應(yīng),合成3,5-二甲基-4-羥基苯胺鹽酸鹽。優(yōu)化合成方法,使之更加節(jié)能,操作難度降低,產(chǎn)率從 67.1%升至 70.2%。以3,5-二甲基-4-羥基苯胺鹽酸鹽為底物制備了低溫下穩(wěn)定的3,5-二甲基-4-羥基苯基五唑,產(chǎn)率60.8%。這個反應(yīng)中不可避免會出現(xiàn)副反應(yīng),正交實驗結(jié)果表明最佳反應(yīng)溫度為-45 ℃。3,5-二甲基-4-羥基苯基五唑的穩(wěn)定性研究實驗表明,其在25 ℃環(huán)境下半衰期為35 min。對3,5-二甲基-4-輕基苯基五唑進行切斷C-N鍵的研究,加入過渡金屬鹽和氧化劑進行反應(yīng)。實驗結(jié)果表明,以甲醇為溶劑,亞鐵鹽為催化劑,間氯過氧苯甲酸為氧化劑,可得到少量的五唑負離子(m/z=70,10eV,[N5]-)。為最大化利用3,5-二甲基-4-羥基苯基五唑,提高產(chǎn)率,對反應(yīng)進行條件優(yōu)化,得到最佳投料比。通過質(zhì)譜、核磁、紅外光譜、紫外光譜等手段對五唑溶液進行表征。實驗結(jié)果表明,五唑在190～400nm波長范圍內(nèi)沒有紫外吸收,紅外吸收峰在1200cm-1左右;五唑的存在形式為HN5,在溶液中電離成H+和N5-;N5-環(huán)中N原子具有相同的化學(xué)環(huán)境,并在同一平面上。穩(wěn)定性測試表明,五唑在-50 ℃下長時間保持穩(wěn)定,在25 ℃下可以保持穩(wěn)定60 min以上。此外,對五唑衍生物進行合成探索。分別以氨基吡啶,不同取代基的芳胺,以及芳基偶氮為底物合成五唑衍生物。吡啶基五唑的合成探索全部失敗,認(rèn)為吡啶基這種拉電子基團不利于五唑環(huán)的穩(wěn)定;4-羥基苯基五唑可以順利合成,但是產(chǎn)率和穩(wěn)定性都不如3,5-二甲基-4-羥基苯基五唑;2-羥基苯基五唑由于位阻的原因,未能得到;氧化偶氮苯通過紫外光照翻轉(zhuǎn)成順式構(gòu)型后,可以與三甲基疊氮基硅烷得到一個加成產(chǎn)物,但在室溫下迅速分解。
【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】：2017
【分類號】：TQ560.1

【參考文獻】

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本文編號：2716404