2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧吡嗪的合成工艺改进

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本论文研究了新型钝感含能材料2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧-毗嗪(LLM-105)的合成新方法和工艺。以市场可以买到的2,6-二氯吡嗪为原料,经过甲氧基化、硝化、氨化、氧化4步反应,合成了LLM-105得到的总收率是54%。对LLM-105的工艺改进方面研究了甲氧基化、不同硝化体系、氨化条件、三氟乙酸与双氧水的体积比等因素对LLM-105总产率的影响,并优化了合成条件,确定了最佳工艺条件。(1)2,6-二氯吡嗪甲氧基化生成2,6-二甲氧基吡嗪,2,6-二甲氧基吡嗪在室温下为固体,易于干燥,且在室温下就可以进行硝化,最佳工艺:采用25%的甲醇钠甲醇溶液,甲醇钠用量250%,回流3h收率95%。(2)2,6-二甲氧基吡嗪硝化生成2,6-二甲氧基-3,5-二硝基吡嗪,用20%发烟硫酸和硝酸钾硝化体系硝化2,6-二甲氧基吡嗪,最佳工艺条件:20%发烟硫酸与2,6-二甲氧基吡嗪的质量比是11.4:1,硝酸钾与2,6-二甲氧基吡嗪的摩尔比是5:1,反应条件室温下反应3h,收率68.2%。(3)2,6-二甲氧基-3,5-二硝基吡嗪的氨化,以质子溶剂乙醇作为氨化溶剂,最佳工艺条件:乙醇与2,6-二甲氧基-3,5-二硝基吡嗪的质量比是16:1,反应条件60℃下反应2h,收率97%。(4)2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(ANPZ)氧化成LLM-105,最佳工艺条件:三氟乙酸与ANPZ的质量比是23:1,三氟乙酸与30%双氧水的体积比3:2,45℃下反应6h,收率88.9%,放大到70g和140g量级产率略微升高,分别为91.4%和92.0%。我们对LLM-105生成过程中的三氟乙酸进行了回收,但效果不理想,三氟乙酸占了整个LLM-105生成的一半成本,对其回收有很高的经济价值。此外,我们也努力研究LLM-105的新的合成路线,设计了LLM-105的三种新的合成路线,但全部失败。
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