專(zhuān)利名稱(chēng)：一種疊氮酯類(lèi)化合物及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種疊氮酯類(lèi)化合物及其合成方法，特別是1，4-二疊氮乙酸基-2，3- 二疊氮乙酸甲基_2，3- 二硝基丁烷及其合成，屬于有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有機(jī)疊氮化合物是一類(lèi)優(yōu)異的含能材料，已廣泛應(yīng)用于含能黏合劑、含能增塑劑、氧化劑等諸多方面，是改善含能材料的能量水平和技術(shù)性能的重要途徑。目前常用的含能增塑劑有硝酸酯類(lèi)含能增塑劑、偕二硝基類(lèi)含能增塑劑、疊氮類(lèi)含能增塑劑、硝氧乙基硝胺類(lèi)含能增塑劑等類(lèi)型。本發(fā)明所合成的化合物1，4-二疊氮乙酸基-2，3-二疊氮乙酸甲基-2，3-二硝基丁烷是同時(shí)含兩個(gè)硝基和四個(gè)疊氮基兩種含能基團(tuán)的疊氮酯類(lèi)化合物。目前關(guān)于1，4-二疊氮乙酸基_2，3- 二疊氮乙酸甲基_2，3_ 二硝基丁烷的合成未見(jiàn)報(bào)道。而類(lèi)似化合物的合成普遍采用多元醇與氯乙酸為原料，甲苯為溶劑，酸為催化劑進(jìn)行回流，得到前軀體氯代酯，然后在二甲基亞砜(DMSO)中與疊氮化鈉(NaN3)反應(yīng)，制得疊氮酯類(lèi)增塑劑。這種增塑劑缺點(diǎn)是氮含量低，對(duì)推進(jìn)劑體系能量貢獻(xiàn)小，本發(fā)明所采用的原料2，3- 二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇，是含有兩個(gè)硝基的四元醇，由它制備的1，4- 二疊氮乙酸基_2，3- 二疊氮乙酸甲基_2，3- 二硝基丁烷，是含兩個(gè)硝基和四個(gè)疊氮基的疊氮酯類(lèi)增塑劑，結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，分子安定性好，同時(shí)改變碳鍵長(zhǎng)可以保持疊氮化合物的物理性能，有望對(duì)推進(jìn)劑體系的能量有一定的貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的疊氮酯類(lèi)化合物及其合成方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種疊氮酯類(lèi)化合物，具有如下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種疊氮酯類(lèi)化合物，其特征在于所述化合物具有如下結(jié)構(gòu)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊氮酯類(lèi)化合物，其特征在于通過(guò)以下步驟制備步驟1、酯化反應(yīng)中2，3- 二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇與氯乙酸的摩爾比為 1:4 6，加入催化劑，回流，分水器分水；步驟2、1，4- 二氯乙酸基-2，3- 二氯乙酸甲基_2，3- 二硝基丁烷與疊氮化鈉的摩爾比為1:4 6，二甲基亞砜水溶液為溶劑，四丁基溴化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑，室溫?cái)嚢瑁徛郎刂?0 100°C反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的疊氮酯類(lèi)化合物，其特征在于步驟I中所述的酯化反應(yīng)的溶劑采用甲苯或二甲苯，所述的催化劑為濃硫酸或?qū)妆交撬帷?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的疊氮酯類(lèi)化合物，其特征在于步驟I中所述的催化劑與 2，3- 二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇的摩爾比為O. 025:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的疊氮酯類(lèi)化合物，其特征在于步驟2中所述的二甲基亞砜水溶液的質(zhì)量濃度為95%，所述的室溫?cái)嚢钑r(shí)間為2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的疊氮酯類(lèi)化合物，其特征在于步驟2中所述的四丁基溴化銨與1，4-二氯乙酸基-2，3-二氯乙酸甲基-2，3-二硝基丁烷摩爾比為3:100。
7.一種疊氮酯類(lèi)化合物的合成方法，其特征在于所述方法包括以下步驟步驟a、酯化反應(yīng)中2，3- 二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇與氯乙酸的摩爾比為 1:4 6，加入催化劑，回流，分水器分水；步驟b、l，4- 二氯乙酸基-2，3- 二氯乙酸甲基_2，3- 二硝基丁烷與疊氮化鈉的摩爾比為1:4 6，二甲基亞砜水溶液為溶劑，四丁基溴化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑，室溫?cái)嚢?，緩慢升溫?0 100°C反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的疊氮酯類(lèi)化合物的合成方法，其特征在于步驟a中所述的酯化反應(yīng)的溶劑采用甲苯或二甲苯，所述的催化劑為濃硫酸或?qū)妆交撬?，所述的催化劑與 2，3- 二羥甲基-2，3- 二硝基-1，4- 丁二醇的摩爾比為O. 025:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的疊氮酯類(lèi)化合物的合成方法，其特征在于步驟b中所述的二甲基亞砜水溶液的質(zhì)量濃度為95%，所述的四丁基溴化銨與1，4- 二氯乙酸基-2，3- 二氯乙酸甲基-2，3- 二硝基丁烷摩爾比為3:100，所述的室溫?cái)嚢钑r(shí)間為2h。
全文摘要
以2,3-二羥甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇為原料經(jīng)酯化和疊氮化兩步反應(yīng)合成了1,4-二疊氮乙酸基-2,3-二疊氮乙酸甲基-2,3-二硝基丁烷，采用1HNMR和IR對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物及中間體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。分別采用甲苯和二甲苯兩種溶劑進(jìn)行酯化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)二甲苯為該反應(yīng)的較優(yōu)溶劑；通過(guò)對(duì)催化劑濃硫酸﹑磷酸和對(duì)甲苯磺酸的比較，得出對(duì)甲苯磺酸為該酯化反應(yīng)的較優(yōu)催化劑；通過(guò)對(duì)疊氮化反應(yīng)的討論，確定了四丁基溴化銨為該反應(yīng)較優(yōu)相轉(zhuǎn)移催化劑。
文檔編號(hào)C07C247/12GK103012194SQ20121046414
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者周新利, 王娟 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)