[发明专利]一种耐热炸药材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐热炸药及其制备方法，炸药为化合物4‑氨基‑7‑甲基‑5‑硝基‑7H‑吡唑并[3,4‑d][1,2,3]三嗪2‑氧化物，制备方法包括：(1)合成1‑甲基‑4‑(1H‑四唑‑5‑基)‑1H‑吡唑‑5‑胺；(2)合成4‑叠氮基‑7‑甲基‑5‑硝基‑7H‑吡唑并[3,4‑d][1,2,3]三嗪2‑氧化物；(3)4‑氨基‑7‑甲基‑5‑硝基‑7H‑吡唑并[3,4‑d][1,2,3]三嗪2‑氧化物。本发明的耐热炸药具有热分解温度高、机械感度低、能量水平高等优点，同时制备方法简单，收率高。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种耐热炸药材料及其制备方法。

背景技术

耐热炸药是指一类热稳定性较高的炸药，其表现为具有较高的熔点(或热分解温度)和较低的蒸汽压，经过长期加热、冷却之后仍能够可靠地起爆，同时具有适当的撞击感度和较高的能量。

耐热炸药广泛应用于装填导弹战斗部、火箭及宇宙飞行器、飞船的分离和深孔射井等特种需求中。目前所使用的耐热炸药都存在着不同程度的缺陷，如六硝基茋(HNS)合成过程中污染严重；2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX) 工艺操作繁琐，反应温度高，工艺过程存在安全隐患；1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)制备成本高，价格高昂。这些都迫使含能材料领域致力于开发出新的合成简单、成本较低、性能优异的耐热炸药。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高热分解温度的耐热炸药4-氨基-7-甲基-5-硝基-7H-吡唑并[3,4-d][1,2,3]三嗪2-氧化物(MPTO)及其合成方法。该耐热炸药的合成方法较为简便，合成条件温和且易于控制，步骤短、收率高。同时MPTO 的热分解温度与六硝基茋(HNS)的热分解温度相当，能量水平和感度水平均超越了HNS。

本发明以1-甲基-5-氨基吡唑-4-甲腈为原料，合成4-氨基-7-甲基-5-硝基-7H-吡唑并[3,4-d][1,2,3]三嗪2-氧化物，开发出了具有广泛适用性、反应温和、操作简单的4-氨基-7-甲基-5-硝基-7H-吡唑并[3,4-d][1,2,3]三嗪2-氧化物合成方法。以期在耐热炸药领域有广泛应用。

为实现上述目的，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：

一种耐热炸药，所述炸药为化合物4-氨基-7-甲基-5-硝基-7H-吡唑并[3,4-d][1,2,3]三嗪2-氧化物，结构式为：

上述化合物的分析测定结果如下：

DTA(350℃，50℃-500℃，10℃·min^-1)；¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆,25℃) δ(ppm)：9.16(NH₂，1H),7.62(NH₂，1H)；¹³C NMR(100MHz，DMSO-d₆， 25℃)δ(ppm)：156.57，154.91，147.55，87.06，35.93；IR(KBr颗粒，cm^-1)： 3424(s)，3288(m)，3247(s)，3195(s)，1657(s)，1586(s)，1410(s)， 1279(s)，1142(m)，969(m)，833(m)，741(s)，714(m)，583(m)； C₅H₅N₇O₃的元素分析计算值(211.05g·mol^-1)：C 25.32，H 1.28，N 53.16％；实测值：C 25.33，H1.30，N 53.19％。