一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法
【专利摘要】本发明涉及一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法，本发明属于有机化学合成领域。以乙二肟、N-卤代丁二酰亚胺和叠氮化钠为原料，经“一锅法”反应合成二叠氮基乙二肟。二叠氮基乙二肟是合成TKX-50的一种重要的中间体，对其深入研究有利于提高TKX-50得率、降低合成成本、减少对环境污染、提高生产的本质安全性有重要意义。本发明采用“一锅法”制备，方法简单，污染低，安全性好，总得率达80～90％，且易于实施，适合于工业化生产。
【专利说明】一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法，属于有机合成【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 1，Γ -二羟基-5, 5' -联四唑二羟胺盐（TKX-50)是2012年由德国慕尼黑大学的 Niko Fischer等人合成出的一种新型高能量密度化合物，其密度为1.918g/cm3,理论爆速 可达9698m/s，并具有较高的氮含量、正生成焓，对热和机械作用钝感，且不含卤素，是一种 高能量、低感度、经济、绿色，综合性能极佳的含能化合物。在混合炸药和推进剂领域中具有 极好的应用前景。
[0003] 二叠氮基乙二肟是TKX-50的关键合成中间体，其合成的原有工艺是通过乙二肟 经与氯气反应制的二氯乙二肟（DCG)后，DCG再与叠氮化钠进行Cl-队取代获得，反应总得 率仅40%。但DCG在固态时非常不稳定，受到摩擦或振动有可能发生爆炸，不适合长期储 存和运输，且氯气属于高毒性物质。反应所以二氯乙二肟在TKX-50合成路线中的出现不利 于TKX-50的工业化生产。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有制备二叠氮基乙二肟的技术总得率低；中间产物 DCG稳定性差，进而存在安全隐患的问题，提供一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法。
[0005] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0006] -种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法，具体步骤如下：
[0007] 步骤一、室温下将乙二肟溶解在有机溶剂中，将溶液冷却至10°C以下，得到乙二肟 溶液；
[0008] 步骤二、向步骤一所得的乙二肟溶液中分批加入N-卤代丁二酰亚胺，得到DCG ;升 温至室温，在室温下继续反应直至反应完全，然后降低温度至l〇°C以下；再加入叠氮化试 齐U，保持低温反应；反应完全后得到二叠氮基乙二肟；乙二肟、N-卤代丁二酰亚胺与叠氮化 试剂的摩尔比为1. 0:2. 0?3. 0:1. 5?3. 0 ;
[0009] 步骤三、将步骤二所得的二叠氮基乙二肟的溶液倒入水中，静置后过滤，自然干 燥，即得到二叠氮基乙二肟。
[0010] 步骤一所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺（DMF)或二甲亚砜（DMS0)。
[0011] 步骤二所述所述的叠氮化试剂为可以参与叠氮反应的化合物；包括叠氮化钠、叠 氮化钾、叠氮化铅、叠氮化银、叠氮化铵；
[0012] 步骤二所述所述的N-卤代丁二酰亚胺为N-氯代丁二酰亚胺或N-溴代丁二酰亚 胺；
[0013] 步骤二所述分批加入N-卤代丁二酰亚胺及加入叠氮化钠的温度在10°C以下，优 选的温度是〇?5°c。
[0014] 步骤二所述加入N-卤代丁二酰亚胺后的反应温度最好在15?40°C，优选温度是 20?30°C ;加入叠氮化钠后的反应温度最好在-10?10°C，优选温度是0?5°C。
[0015] 步骤二所述加入N-卤代丁二酰亚胺后的反应时间最好控制在1?5小时；加入叠 氮化钠后的反应时间最好控制在1?2小时。
[0016] 反应式如下：
[0017]
【权利要求】
1. 一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法，其特征在于：具体步骤如下： 步骤一、室温下将乙二肟溶解在有机溶剂中，将溶液冷却至l〇°C以下，得到乙二肟溶 液； 步骤二、向步骤一所得的乙二肟溶液中分批加入N-卤代丁二酰亚胺，得到DCG ;升温至 室温，在室温下继续反应直至反应完全，然后降低温度至l〇°C以下；再加入叠氮化试剂，保 持低温反应；反应完全后得到二叠氮基乙二肟；乙二肟、N-卤代丁二酰亚胺与叠氮化试剂 的摩尔比为1. 0:2. 0?3. 0:1. 5?3. 0 ; 步骤三、将步骤二所得的二叠氮基乙二肟的溶液倒入水中，静置后过滤，自然干燥，即 得到二叠氮基乙二肟。
2. 如权利要求1所述的一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法，其特征在于：步骤一 所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺（DMF)或二甲亚砜（DMSO)。
3. 如权利要求1所述的一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法，其特征在于：步骤二 所述所述的叠氮化试剂为可以参与叠氮反应的化合物；包括叠氮化钠、叠氮化钾、叠氮化 铅、叠氮化银、叠氮化铵。
4. 如权利要求1所述的一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法，其特征在于：步骤二 所述所述的N-卤代丁二酰亚胺为N-氯代丁二酰亚胺或N-溴代丁二酰亚胺。
5. 如权利要求1所述的一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法，其特征在于：步骤二 所述分批加入N-卤代丁二酰亚胺及加入叠氮化钠的温度在10°C以下，优选的温度是0? 5。。。
6. 如权利要求1所述的一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法，其特征在于：步骤二 所述加入N-卤代丁二酰亚胺后的反应温度最好在15?40°C，优选温度是20?30°C;加入 叠氮化钠后的反应温度最好在-10?l〇°C，优选温度是0?5°C。
7. 如权利要求1所述的一种二叠氮基乙二肟的一锅法合成方法，其特征在于：步骤二 所述加入N-卤代丁二酰亚胺后的反应时间最好控制在1?5小时；加入叠氮化钠后的反应 时间最好控制在1?2小时。
【文档编号】C07C249/12GK104151195SQ201410354347
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】王小军, 金韶华, 束庆海, 陈树森, 张春园 申请人:北京理工大学