（4-氨基-5-亚氨基-4,5-二氢-1,3,4-恶二唑-2-基）二硝基甲烷
阅读说明：本技术 （4-氨基-5-亚氨基-4,5-二氢-1,3,4-恶二唑-2-基）二硝基甲烷 ((4-amino-5-imino-4, 5-dihydro-1, 3, 4-oxadiazol-2-yl) dinitromethane ) 是由 刘天林 廖思丞 张庆华 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种两性含能材料(4-氨基-5-亚氨基-4,5-二氢-1,3,4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷及其制备方法,具体结构为(4-氨基-5-亚氨基-4,5-二氢-1,3,4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷具有高密度、高能量和低感度等优点,是具有很大潜在应用价值的高能炸药。(The invention discloses an amphoteric energetic material (4-amino-5-imino-4, 5-dihydro-1, 3, 4-oxadiazole-2-yl) dinitromethane and a preparation method thereof, and the specific structure is The (4-amino-5-imino-4, 5-dihydro-1, 3, 4-oxadiazole-2-yl) dinitromethane has the advantages of high density, high energy, low sensitivity and the like, and is a high-energy explosive with great potential application value.)
技术领域
本发明涉及含能材料技术领域，尤其涉及两性含能材料(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷及其制备方法，本发明在高能炸药方面具有良好应用前景。
背景技术
含能材料是武器毁伤的能量来源，其能量和安全性直接决定了武器的性能。低感高能含能材料是目前还能材料最求的目标。高氮含能离子盐是目前收到广泛关注和研究的低感高能含能材料，具有性能可调、低感度、能量适中等优点。然而，除了众多优点之外，相对其母体结构，含能离子盐也存在密度相对偏低的不足。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提出一种新的含能材料构建策略，将含能离子盐的阴阳离子组合到一个分子中，即制备两性含能材料为：(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷，这种两性含能材料具备离子盐的特性，低感度，同时通过阴阳离子的连接使其具有高密度的特征。
两性含能材料的提出与制备目前尚无公开文献报道，属于首次提出。该两性含能材料具有高密度、高能量和低感度等优点，是具有很大潜在应用价值的高能炸药。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷，具体结构为
上述的(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷，其合成路线为：
本发明还提供了(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷的制备方法，包括以下步骤：
在0℃到50℃下，将(5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷和等摩尔量的碱加入乙腈中然后加入2倍到5倍摩尔当量的氨化试剂氯仿溶液，保温搅拌2-6小时后，旋蒸除去溶剂，使用快速柱层析方法分离得到(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷。
进一步方案为，所述氨化试剂为对甲苯磺酰羟胺、2，4，6-三甲基苯磺酰羟胺、氨基磺酸。
进一步方案为，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯、1，5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、三乙烯二胺。
本发明另一方面提供了上述的(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷及上述制备方法得到的(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷作为含能材料在高能炸药领域的用途。
本发明的有益效果在于：
本发明的(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷具有高晶体密度(1.865g cm-3)，高爆轰性能(爆速8982m s-1，爆压35.87GPa)和低的撞击感度(28J)等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷的晶体结构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
制备例1，先制备出(5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷；
在-5℃下，将20mL的发烟硝酸加入含有8.51g丙二酸单乙酯钾盐的15mL二氯甲烷悬浮液中，保持温度在5-7℃下搅拌3小时，然后向溶液中加入40mL冰水猝灭反应，并使用冰水洗涤二氯甲烷相3次(15mL/次)，最后向二氯甲烷中加入50mL饱和碳酸氢钠溶液后继续搅拌半小时，将形成的沉淀物过滤、干燥，得到黄色固体为2，2-二硝基乙酸乙酯钾盐5.4g，收率50％。
在室温下，将1.25g的80％水合肼加入含有4.32g 2，2-二硝基乙酸乙酯钾盐的40mL水悬浮液中，室温反应18小时后，将反应溶剂旋干，得到黄色固体为2，2-二硝基乙酰肼钾盐3.96g，收率98％。
在0℃下，将1.48g溴化氰分批加入含有1.6g碳酸氢钾和2.82g2，2-二硝基乙酰肼钾盐的16mL乙醇和10mL水混合融合中，室温反应24小时后，将沉淀物过滤、洗涤和干燥后得到黄色固体为(5-氨基-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷钾盐2.54g，收率80％。
在室温下，将2.28g(5-氨基-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷钾盐分批加入20M120％硫酸溶液中，室温搅拌半小时后，用乙酸乙酯萃取溶液3次(15mL/次)，萃取液干燥、旋干后得到黄色固体为两性含能材料(5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷1.63g，收率80％。
实施例1
在室温下，将1.5g对甲苯磺酰羟胺的氯仿溶液加入含有0.76g(5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷和0.61g三乙烯二胺的乙腈溶液，保持室温下搅拌2小时后，旋蒸除去溶剂，使用快速柱层析方法分离得到(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷0.43g，收率52％。
实施例2
在室温下，将1.6g对2，4，6-三甲基苯磺酰羟胺的氯仿溶液加入含有0.76g(5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷和0.45g1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯的乙腈溶液，保持室温下搅拌2小时后，旋蒸除去溶剂，使用快速柱层析方法分离得到(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷0.52g，收率63％。
实施例3
在室温下，将1.0g对氨基磺酸的氯仿溶液加入含有0.76g(5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷和0.22g氢氧化钾的乙腈溶液，保持室温下搅拌6小时后，旋蒸除去溶剂，使用快速柱层析方法分离得到(4-氨基-5-亚氨基-4，5-二氢-1，3，4-恶二唑-2-基)二硝基甲烷0.38g，收率46％。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。