專利名稱：2-(二硝基甲基)-3-硝基-1,3-二氮雜環戊-1-烯類含能離子鹽制備方法及性能計算的制作方法
技術領域：
本發明涉及2-( 二硝基甲基)-3-硝基-1，3- 二氮雜環戊-I-烯類含能離子鹽制備方法及性能計算，屬于含能材料技術領域。
背景技術：
精確打擊、高效毀傷、輕小型化和高生存能力是現代武器追求的目標，這使得作為武器能量載體的含能材料必須滿足高能量密度、低易損性和環境適應性的要 求(火炸藥學報，2005，28，9-13)。然而這些性能在某種程度上總是相互矛盾的穩定性好，感度低的材料通常能量較低，能量較高時，感度及穩定性又會變差。目前，發展具有高能量低感度的新型高能量密度材料(HEDMs)得到越來越多的關注(J. Am. Chem. Soc. 2010，132，11904-11905)，迫切需要具有高能、鈍感、穩定、無毒害等綜合性能優良的含能材料(含能材料，2010，18，467-475)。近年來含能離子鹽已成為含能材料研究領域的熱點，與其分子類似物相比它們具有蒸汽壓低(加工過程中產生的毒性蒸汽小)，密度高，生成焓高，熱穩定性好等優點(化學進展，2009，21，152-163)。美國等發達國家的初步研究表明，高氮含能化合物是最有希望的高能量密度材料之一，在已合成的高氮化合物中，非離子型高氮化合物的相關研究占了絕大多數。實際上，離子型的高氮含能鹽比非離子型的中性高氮化合物更有優勢，因為它們趨于呈現更低的蒸汽壓和更高的密度，且穩定性方面以及生成熱方面比中性同類物更高(陜西師范大學學報，2010，38，43-49)。1998年，Latypov等公開報道了 F0X_7(1，I-二氨基-2，2 二硝基乙烯)的合成(Tetrahedron，1998，54，11525-11536)。F0X-7 作為一種性能優良[爆速(D) = 8930m s_1 ；密度(d) = 1.88g cm-3]的新型單質炸藥分子，一經報道，立刻引起廣泛關注。由于其具有較高的爆速，密度，熱穩定性以及較低的感度等良好的性能，被認為有可能作為RDX (環三亞甲基三硝胺)的替代物。但是其合成成本較高，至今仍未作為主炸藥得到廣泛推廣應用。近十幾年來，關于F0X-7合成方法改進，熱性能研究，化學結構修飾衍生以及含能離子鹽合成等方面的研究成為熱點。其中關于F0X-7及其衍生物的含能離子鹽或復合物的研究主要有以下幾種(見Scheme I)。
權利要求
1.可用于含能材料領域的2-(二硝基甲基)-3-硝基-1，3- 二氮雜環戊-I-烯類含能離子鹽，其具有如下的結構
2.根據權利要求I所述的含能離子鹽的合成方法，其特征在于2-(二硝基亞甲基)-I-硝基-I，3-二氮雜環戊烷溶于甲醇中，得黃色澄清液體，然后向該反應液中加入一倍摩爾當量相應陽離子化合物或其甲醇溶液，得到的沉淀經過濾、洗滌、干燥即為目標產物。
3.根據權利要求I所述的含能離子鹽，其特征在于以甲醇作反應溶劑。
4.根據權利要求I所述的含能離子鹽，其特征在于2-(二硝基亞甲基)-1-硝基-1，3-二氮雜環戊烷化合物、陽離子化合物摩爾比I : I。
5.根據權利要求I所述的含能離子鹽，其特征在于實測密度介于I.64-1. 79g/cm3。
6.根據權利要求I所述的含能離子鹽，其特征在于經撞擊感度測試，撞擊感度能介于.5.5-13J，其中除了銨鹽以外其他7個鹽感度均優于RDX (7. 4J)，HMX (7. 4J)，三氨基胍鹽感度(13J)接近 TNT(15J)。
7.根據權利要求I所述的含能離子鹽，其特征在于經計算其爆速介于7949-9004m/s,爆壓介于25. 2-35. 5GPa，是高能量密度鈍感炸藥，可作為硝銨類炸藥RDX的替代物。
全文摘要
本發明的2-(二硝基甲基)-3-硝基-1，3-二氮雜環戊-1-烯類含能離子鹽制備方法及性能計算，屬于含能材料技術領域。其合成方法為2-(二硝基亞甲基)-1-硝基-1，3-二氮雜環戊烷溶于甲醇中，得黃色澄清液體，然后向該反應液中加入一倍摩爾當量相應陽離子化合物或其甲醇溶液，得到的沉淀經過濾、洗滌、干燥即為目標產物。本發明合成方法簡單，條件溫和，產率高，產品無需經過復雜純化過程即得到純品，易于工業化。所涉及的8個鹽密度在1.64-1.79g cm-3之間，爆速介于7949-9004m s-1，爆壓介于25.2-35.5GPa，撞擊感度介于5.5-13J，部分鹽的爆轟性能優于RDX。該類含能離子鹽可作為硝銨類炸藥如RDX的替代物。
文檔編號C07C277/00GK102952077SQ201110244460
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月23日 優先權日2011年8月23日
發明者周智明, 宋靳紅, 曹丹, 黃海豐, 梁麗軒, 王凱 申請人:北京理工大學