[发明专利]3-氨基-2,4,6-三硝基二苯乙烯类化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于含能材料领域，具体涉及一种含有取代基的3-氨基-2,4,6-三硝基二苯乙烯类化合物及其制备方法，可潜在运用于耐热含能材料领域。

背景技术

  二苯乙烯类化合物结构中存在的双键与苯环的共轭效应，使得该类化合物化学性质比较稳定。如果在苯环上引入多个硝基，往往可制得性能优良的耐热型炸药，如2,2',4,4',6,6'-六硝基茋，由上世纪60年代的K．G．Shipp首先通过次氯酸钠氧化梯恩梯制备，熔点高达317℃，适用于-200℃~250℃的高低温和真空环境，爆炸性能及安定性能都较好，在航空航天及地下勘探开发中起着很大的作用。一般地，炸药分子中存在多个硝基，此时氨基的引入往往由于氢键作用可使该化合物的熔点或分解点升高，体系更加稳定。基于这些研究事实，将氨基引入到多硝基二苯乙烯类化合物分子中在耐热含能材料领域将具有潜在价值，国内外对于这方面的报道很少，所以合成出新型含氨基的多硝基二苯乙烯类化合物具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于合成出了一类含有取代基的3-氨基-2,4,6-三硝基二苯乙烯类新化合物，可潜在应用于耐热含能材料领域。

3-氨基-2,4,6-三硝基二苯乙烯类化合物，其特征在于具有以下结构式：

其中当R₁为氢，R₂为甲基；当R₁为氢，R₂为硝基；当R₁为氢，R₂为氯；当R₁为氢，R₂为溴；当R₁为氯，R₂为氢；当R₁为氯，R₂为氯。

3-氨基-2,4,6-三硝基二苯乙烯类化合物的制备方法包括以下步骤：

第一步，将原料3-氨基甲苯、氯甲酸乙酯、缚酸剂加入到反应器中，二氯甲烷作溶剂在常温至回流温度反应完全，过滤，将滤液旋干，所得液体滴入发烟硝酸和浓硫酸的混合液中，温度控制在0~ 55℃以下搅拌反应完成，然后加入水和乙二醇的混合溶剂，70℃至100℃反应完成，将反应液倒入水中，析出黄色固体，过滤，烘干得到3-氨基-2,4,6-三硝基甲苯。

第二步，将3-氨基-2,4,6-三硝基甲苯、含取代基的芳香醛、催化剂加入到反应器中，在苯或甲苯中回流反应，反应完成后蒸去部分溶剂，于反应液中滴加有机醇至有固体析出，过滤，烘干得3-氨基 -2,4,6-三硝基二苯乙烯类化合物。

     其中，第一步中，发烟硝酸的质量是3-氨基甲苯质量的1.6~3.5倍，浓硫酸的质量是3-氨基甲苯质量的7~20倍。

第一步中，缚酸剂选用碳酸钠；混合溶剂选用体积比为3:1的乙二醇和水。

第二步中，含取代基的芳香醛选用4-甲基苯甲醛、4-硝基苯甲醛、4-氯苯甲醛、4-溴苯甲醛、2-氯苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛。

     第二步中，3-氨基-2,4,6-三硝基甲苯、含取代基的芳香醛的投料比为0.5g：0.23~0.42g；催化剂用量为0.07g。

本发明的优选化合物为：

即R₁为氯，R₂为氯。

上述化合物为3-氨基-2^’,4’-二氯-2,4,6-三硝基二苯乙烯，制备方法包括以下步骤：

第一步，将原料3-氨基甲苯、氯甲酸乙酯、缚酸剂加入到反应器中，二氯甲烷作溶剂在常温至回流温度反应完全，过滤，将滤液旋干，所得液体滴入发烟硝酸和浓硫酸的混合液中，温度控制在0~ 55℃以下搅拌反应完成，然后加入水和乙二醇的混合溶剂，70℃至100℃反应完成，将反应液倒入水中，析出黄色固体，过滤，烘干得到3-氨基-2,4,6-三硝基甲苯。

第二步，将3-氨基-2,4,6-三硝基甲苯、2，4-二氯苯甲醛、催化剂加入到反应器中，在苯或甲苯溶剂中回流反应，反应完全后蒸去部分溶剂，于反应液中滴加有机醇至有固体析出，过滤，烘干得3-氨基-2^’,4’-二氯-2,4,6-三硝基二苯乙烯。