阅读说明：本技术 氟二硝基乙氨基联呋咱化合物及其合成方法 (Fluorine dinitro ethylamino bifurazan compound and synthetic method thereof ) 是由 陆国平 谢舒丰 蔡春 郭涛 于 2018-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种氟二硝基乙氨基联呋咱化合物及其合成方法。所述化合物以3,3’-二氨基-4,4’-联呋咱为原料在离子液体中与氟二硝基乙醇缩合,得到目标化合物3,3’-二(氟二硝基乙基氨基)-4,4’-联呋咱。本发明所述合成路线简单易行,可以为氟二硝基乙氨基含能衍生物的合成提供借鉴；目标化合物性能优良,可以应用于推进剂或是炸药领域,具有高的机械和热敏感性,同时具有良好的爆轰性能；该合成反应无需使用其他试剂且离子液体可以回收利用,对于环境影响小。(The invention discloses a fluorine dinitro ethylamino bifurazan compound and a synthesis method thereof. The compound is prepared by condensing 3,3 '-diamino-4, 4' -bifurazan serving as a raw material with fluoro dinitroethanol in ionic liquid to obtain a target compound 3,3 '-di (fluoro dinitroethylamino) -4, 4' -bifurazan. The synthetic route is simple and easy to implement, and can provide reference for the synthesis of the fluorine dinitroethylamino energetic derivative; the target compound has excellent performance, can be applied to the field of propellants or explosives, has high mechanical and thermal sensitivity, and simultaneously has good detonation performance; the synthesis reaction does not need to use other reagents, and the ionic liquid can be recycled, so that the environmental impact is small.)

氟二硝基乙氨基联呋咱化合物及其合成方法

技术领域

本发明属于含能材料合成领域，涉及一种呋咱化合物及其合成方法，具体涉及氟二硝基乙氨基联呋咱化合物及其合成方法。

背景技术

多硝基呋咱类含能化合物是将硝基官能团与呋咱环相结合的化合物，具有高密度、高生成焓、高爆速和爆压以及良好的氧平衡等特性，已成为含能材料领域的一个重要研究方向。

单呋咱化合物含能骨架中只含有一个呋咱环，单呋咱化合物中的基础物质是3,4-二氨基呋咱(DAF)，其活性氨基可被NO₂，N₃等高能基团修饰,从而合成出多种高能基团取代的单呋咱含能化合物。目前对DAF上氨基进行修饰的主要方法有：(1)以DAF和三硝基乙醇为原料，在1mol/L的盐酸溶液中进行曼尼希缩合反应得到目标产物 (Propellants,Explos.Pyrotech.2014,39,641.)；(2)以氯化铁溶液代替(1)中氯化氢溶液，得到目标产物(J.Mater.Chem.A 2015,3,8156.)；(3)以DAF和氟二硝基乙醇为原料，在碳酸钾溶液中反应得到目标化合物(Lawrence Livemore National Laboratory, 2013.)。上述几种方法均以水作为溶剂，本发明所需合成的联呋咱类化合物溶解性差，故无法适用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种呋咱化合物及其合成方法。该合成产物应用于推进剂或是***领域，具有更好的性能，多硝基结构可以赋予化合物更高的密度和能量，具有广泛的应用前景。

本发明的目的是这样实现的：氟二硝基乙氨基联呋咱化合物，所述化合物命名为3,3’-二(氟二硝基乙基氨基)-4,4’-联呋咱，结构如下：

上述3,3’-二(氟二硝基乙基氨基)-4,4’-联呋咱的合成方法，所述方法包括以下步骤：

将3,3’-二氨基-4,4’-联呋咱在离子液体中与氟二硝基乙醇发生缩合反应制备目标化合物，

进一步的，所述步骤中，离子液体选用[bmpyrr][CF₃SO₃]、[bp][CF₃SO₃]、[BSO₃Mlm][CF₃SO₃]、BPMBF₄和[bmim][PF₆]中的任意一种。

进一步的，所述步骤中，反应温度为80-120℃。

进一步的，所述步骤中，3,3’-二氨基-4,4’-联呋咱与氟二硝基乙醇的摩尔比为2-3。

本发明与现有技术相比，其优点是：

(1)制备的呋咱化合物富含氮氧，能量密度高，具有芳香性，高的生成焓等优良性能。

(2)制备的呋咱化合物具有多硝基结构，可以赋予化合物更高的密度和能量。

(3)该合成方法无需使用其他试剂且离子液体具有一定的催化活性，可以回收利用，对环境影响小。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明做进一步说明；

实施例1

3,3’-二(氟二硝基乙基氨基)-4,4’-联呋咱的合成：

在100℃条件下，将0.3mmol 3,3’-二氨基-4,4’-联呋咱和0.78mmol的氟二硝基乙醇加入到离子液体[bmpyrr][CF₃SO₃]中。搅拌反应12h。反应结束后，用二氯甲烷萃取，萃取液经硅胶短柱并减压浓缩至固体，最后干燥得到产物，收率54％。目标化合物结构分析：

¹H-NMR(DMSO-d₆,500MHz,δ，ppm):4.7(-CH₂-),6.8(-NH-).

¹³C-NMR(DMSO-d₆,500MHz,δ，ppm):60.34,123.16,136.35,154.87.

¹⁹F-NMR(DMSO-d₆,500MHz,δ，ppm):-113.6.。

实施例2

离子液体换作[bp][CF₃SO₃]，其他条件同实施例1，收率51％。

实施例3

离子液体换作[BSO₃Mlm][CF₃SO₃]，其他条件同实施例1，收率49％。

实施例4

离子液体换作BPMBF₄，其他条件同实施例1，收率49％。