基于五氧化二氮和離子液體綠色硝化體系制備HMX及反應機理的研究.pdf

1、奧克托今(HMX)是一種在軍事領域有著廣泛應用的高能炸藥，3，7-二硝基-1，3，5，7-四氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷(DPT)被認為是制備HMX的關鍵中間體。以尿素為起始物質一鍋法制備DPT，再由DPT硝解制備HMX被認為是一種很有應用前景的方法。
　　本文以尿素為原料，研究了N2O5/HNO3綠色硝化體系一鍋法制備DPT的工藝，并優(yōu)化了反應條件。研究表明:m(Urea)=2 g，V(HNO3)=11 mL，m(N2O5)=5.

2、5 g，5℃下硝化90min;加入30 g水，10～20℃水解90 min;加入12 mL37～40％甲醛溶液后，補加15 g水，于40℃反應40 min;冷卻至20～25℃，用氨水調節(jié)pH至中性，DPT的收率為33.0％。實驗發(fā)現(xiàn)甲醛用量是影響反應體系穩(wěn)定性的主要因素。研究了DPT在HNO3-離子液體體系中的硝解，實驗結果表明:以硝酸-離子液體為硝解體系，硝解DPT制備HMX，HMX的收率與純硝酸體系相比有明顯提高。探討了離子液體的作

3、用機制，離子液體的陰陽離子對HMX的收率均有影響。在使用的離子液體中，[Et3NH]NO3的效果最好，最優(yōu)反應條件下，m(DPT)=2 g，V(HNO3)=15 mL，n(IL)∶n(DPT)=1∶1，25℃反應30 min，HMX的收率為43.0％。離子液體回收后，循環(huán)使用5次，HMX收率無明顯下降。制備了N-羥甲基叔胺，研究了N-羥甲基叔胺的乙酰解反應。研究結果表明:N-羥甲基叔胺在進行乙?；瘯r，反應發(fā)生在氮原子而不是氧原子，脫去羥

4、甲基得到相應的N-乙?；a(chǎn)物?？疾炝讼跛徜@的作用，硝酸銨在乙酰解過程中與酰解副產(chǎn)物甲醛發(fā)生了反應生成了可溶性物質，釋放的硝酸與仲胺反應生成硝酸鹽，從而抑制了乙?；磻?。實驗結果可以為3，7-二乙酰基-1，3，5，7-四氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷(DAPT)乙酰解合成1，3，5，7-四乙酰基-1，3，5，7-四氮雜環(huán)辛烷(TAT)的反應機理提供證據(jù)。研究了N-羥甲基叔胺的硝解，研究結果表明:N-羥甲基叔胺在硝解體系中并未發(fā)生O-硝化，而是