聚能富氮化合物5,5-聯(lián)四唑-1,1-二氧化物二羥銨合成工藝研究

王小軍，蘇 強(qiáng)，陳樹(shù)森

（1.甘肅銀光化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司，甘肅 白銀，730900；2.北京理工大學(xué)，北京，100081）

尋求高能量高、感度低的高能量密度化合物是含能材料永恒的追求目標(biāo)。富氮化合物的高氮低碳?xì)浜刻匦允蛊浼饶芴岣卟牧厦芏龋忠子趯?shí)現(xiàn)氧平衡[1-2]。此外，高氮化合物分解產(chǎn)物主要是清潔的氮?dú)猓哂械托盘?hào)特征、環(huán)境友好的特點(diǎn)，有望在高能鈍感炸藥、火箭推進(jìn)劑、氣體發(fā)生劑等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用[3]。2010年德國(guó)慕尼黑大學(xué)研究人員以5,5-聯(lián)四唑?yàn)樵铣晒铣?,5-聯(lián)四唑-1,1-二氧化物二羥銨（TKX-50），測(cè)試其爆速為9 698m/s，比目前使用的CL-20高，撞擊感度與HMX相當(dāng)，摩擦感度與RDX相當(dāng)[4]，被認(rèn)為是RDX的最理想替代品。本文借鑒前人合成方法，以40%乙二醛水溶液和鹽酸羥胺為原料，優(yōu)化5,5-聯(lián)四唑-1,1-二氧化物二水合物（BTO）的合成工藝條件。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品

藥品：鹽酸羥胺（分析純）、40%乙二醛水溶液（分析純）、疊氮化鈉（分析純）、二甲基甲酰胺（分析純）、乙醚（分析純）、羥胺（分析純）、氯化氫氣體（高純），氯氣（高純）。

儀器：DZF-6020真空干燥箱，北京恒奧德HARX-4型熔點(diǎn)儀；Bruker EQUINOX55型紅外光譜儀（瑞士）；PE-2400型元素分析儀；瑞士BRUKEP公司AV300型（300MHz）超導(dǎo)核磁共振儀。

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.2.1 實(shí)驗(yàn)原理

5,5-聯(lián)四唑-1,1-二氧化物二羥銨（TKX-50）合成路線如下所示：

1.2.2 乙二肟合成

在 500mL裝有攪拌器和溫度計(jì)的三口瓶中加入氫氧化鈉11g，蒸餾水30mL，啟動(dòng)攪拌，降溫至0℃，分批緩慢加入鹽酸羥胺27.8 g。充分溶解后，緩慢滴加40%乙二醛溶液22.8mL，反應(yīng)30min后，升溫至室溫，保溫12h，過(guò)濾，用30 mL冰水淋洗，真空干燥，得白色粉末乙二肟 13.8g，得率 78%，m.p:174～176℃?！?br>