[发明专利]一种高能钝感含能化合物及其制备方法

说明书

本发明公开一种高能钝感含能化合物及其制备方法，所述高能钝感含能化合物的结构式为：本发明提供的高能钝感含能化合物酸性低，在水中溶解度低、不含水、爆轰能量大、对撞击和摩擦均钝感。本发明提供的制备方法简单、反应条件温和；使用水作为溶剂，对环境无污染，完全符合环保要求；高能钝感含能化合物在水中生成，制备过程十分安全。

技术领域

本发明涉及有机含能材料领域，尤其涉及一种高能钝感含能化合物及其制备方法。

背景技术

高能钝感炸药在国防和航空领域发挥着巨大的应用，尽管在过去的几十年间，高能钝感化合物得到了迅速的发展，但真正能够应用或者有巨大潜力的高能钝感化合物却十分稀少，主要是因为目前报道的高能钝感炸药自身存在以下缺陷：(1)酸性较强，在高能钝感炸药长期的储存和使用中，其会对金属外壳产生较大的腐蚀；(2)在水中溶解度大，且由于含能化合物较难降解，当它们溶于水，渗透到地下水后会污染水源；(3)晶体含水问题，炸药化合物含水明显会降低自身的爆轰性能，炸药的除水往往需要在高温环境下长时间加热才能去除，高温加热进一步引起安全隐患。比如2017年，中国工程物理研究院张庆华等人报道了2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧，该化合物合成简单，爆轰性能优异，钝感，且热稳定性能良好，但其含有一个结晶水较难去除，通常需要加热到178℃才能将结晶水完全去除，由于结晶水的存在，阻止了该化合物被进一步应用的可能；(4)合成工艺复杂，使得制备炸药的成本严重超支，不可为继，比如两种高能钝感炸药2，4，6-三氨基-3，5-二硝基吡啶-1-氧化物(TADNPyO)和2，8-二氨基-3，7-二硝基吡唑三嗪稠环化合物(DADNPT)，由于其合成步骤多达六步以上，造成其成本远远高出目前在使用的炸药。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高能钝感含能化合物及其制备方法，旨在解决现有高能钝感含能化合物的酸性较强、在水中溶解度较大、晶体含水、爆轰能量低的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明的第一方面，提供一种高能钝感含能化合物，其中，所述高能钝感含能化合物的结构式为：

本发明的第二方面，提供一种本发明所述的高能钝感含能化合物的制备方法，其中，包括步骤：

将2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧溶于水中，然后加入质子酸进行质子酸催化反应，得到所述高能钝感含能化合物；

或，将2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧的盐溶于水中进行分解反应，得到所述高能钝感含能化合物。

可选地，所述将2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧溶于水中，然后加入质子酸进行质子酸催化反应的步骤中，所述2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧与所述水的比为(0.1-20)mmol:100mL。

可选地，所述将2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧溶于水中，然后加入质子酸进行质子酸催化反应的步骤中，所述质子酸与所述2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧的摩尔比为(0.2-10):1。

可选地，所述质子酸选自硝酸、盐酸、氯酸、次氯酸、高氯酸、硫酸、碘酸、高碘酸、草酸、醋酸中的一种或几种。

可选地，所述质子酸催化反应的反应温度为40-100℃。

可选地，所述质子酸催化反应的反应时间为0.5-5h。

可选地，所述2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧的盐选自2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧的硝酸盐、2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧的高氯酸盐、2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧的盐酸盐、2，4，6-三氨基-5-硝基嘧啶-1，3-二氧的硫酸盐中的一种或几种。