[其他]二硝基胍唑鉛的合成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 85105516
• 申請日: 1985-07-20
• 公開（公告）號: CN85105516A
• 公開（公告）日: 1987-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段寶如;陳福波;夏雄兵;于永忠
• 申請（專利權(quán)）人: 甘肅省化工研究院
• 主分類號: C07D249/14
• 分類號: C07D249/14
• 代理公司: 兵器工業(yè)部專利代理事務(wù)所
• 代理人: 王維新

本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)中含能材料的合成方法，尤其是用于引發(fā)其他含能材料的化合物的合成方法。

二硝基胍唑鉀(3，5-二(硝氨基)-1，2，4-三唑鉀)是在研究有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的過程中得到的一種副產(chǎn)物。其合成路線在1953年Journal?of?the?American?Chemical?Society，Vol.75，pp955～962上有詳細(xì)報(bào)道。已有的合成路線反應(yīng)復(fù)雜、操作步驟多、反應(yīng)時(shí)間長，而且由于反應(yīng)本身的限制，總產(chǎn)率很低，成本不易降低。因此，該合成路線對于研究反應(yīng)是有價(jià)值的，而對于工業(yè)生產(chǎn)則不太實(shí)用。關(guān)于二硝基胍唑鉀的性能和可能的用途，上述文獻(xiàn)未作討論，在本發(fā)明之前也一直未引起人們的注意。

本發(fā)明人注意到二硝基胍唑鉀帶有兩個(gè)硝基。對其性能進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槎趸疫蜮浐姓挤肿恿?7％的鉀離子，影響了其爆炸能量，而且感度較高，不適合作為常規(guī)使用的猛炸藥。如果將其作為起爆藥使用，又因?yàn)樗幕鹧娓卸容^低，爆炸傳播性不好而不能滿足要求。此外，該化合物呈酸性，與金屬相容性差，而且有水溶性，這些都是作為爆炸材料所應(yīng)當(dāng)避免的。

發(fā)明人的目的在于合成一種二硝基胍唑的重金屬(例如鉛)鹽，以便得到一種性能、尤其是各項(xiàng)感度指標(biāo)優(yōu)于二硝基胍唑鉀的化合物。因此提出本發(fā)明的任務(wù)是：設(shè)計(jì)一種化學(xué)方法，利用二硝基胍唑鉀作為原料，通過引入鉛離子來改善感度，形成一種新的爆炸性物質(zhì)二硝基胍唑鉛(3，5-二(硝氨基)1，2，4-三唑鉛)。

為了給生產(chǎn)二硝基胍唑鉛提供原料，必須改進(jìn)原有的二硝基胍唑鉀合成方法。本發(fā)明進(jìn)一步的目的就是：找到一種新的二硝基胍唑鉀合成路線，它必須便于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，不存在原有合成路線存在的問題，并且容易與二硝基胍唑鉛的制備方法相結(jié)合，形成一種完整的合成二硝基胍唑鉛的方法。

本發(fā)明利用如下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了上述第一個(gè)任務(wù)：

其方法是：以二硝基胍唑鉀作為原料，利用鹽類的置換反應(yīng)，用鉛離子置換二硝基胍唑鉀中的鉀離子，生成所需要的二硝基胍唑鉛。

上述反應(yīng)是在水中進(jìn)行的，操作過程是：先將二硝基胍唑鉀全溶于水中，為增加溶解效果，可以提高水的溫度。攪拌下加入含鉛離子的溶液，有黃色沉淀生成。濾取該沉淀，經(jīng)水洗至PH值約等于7，便得到黃色二硝基胍唑鉛顆粒。

上述制取二硝基胍唑鉛的方法只利用了簡單的化學(xué)反應(yīng)，操作過程也不復(fù)雜，全部操作都是化學(xué)專業(yè)一般技術(shù)人員所掌握的方法。反應(yīng)條件沒有特殊要求，極易進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。該方法制得的二硝基胍唑鉛為黃色顆粒，80％的顆粒度在30～80微米之間，流散性良好，對火工品裝藥操作有利。該產(chǎn)品的熱安定性和化學(xué)安定性好，幾乎難溶于一切溶劑。具有爆炸性質(zhì)，爆速和爆熱均滿足對起爆藥的要求。火焰感度、針刺感度和靜電感度都比較理想，可作為各種火工品裝藥的構(gòu)成成份，尤其是有可能作為一種實(shí)用的單質(zhì)起爆藥使用。該方法制得的二硝基胍唑鉛沒有毒性，不會給生產(chǎn)和使用者帶來毒性反應(yīng)。在濕狀態(tài)基本喪失爆炸性，便于運(yùn)輸。

本發(fā)明采用如下方法實(shí)現(xiàn)了上述第二個(gè)任務(wù)：

用濃硫酸和濃硝酸對胍唑直接硝化生成二硝基胍唑，然后在含鉀離子的溶液中進(jìn)行成鹽反應(yīng)生成二硝基胍唑鉀沉淀。其反應(yīng)式是：

該反應(yīng)的操作方法是：先將胍唑均勻分散在濃硫酸中，再緩慢滴入濃硝酸硝化1.5～7小時(shí)，生成的二硝基胍唑溶解在硝化液中；將上述硝化液緩慢加入含鉀離子的冰水溶液中，便有淡黃色沉淀物生成。濾出該沉淀，經(jīng)水蒸餾精制便得到二硝基胍唑鉀。硝化過程中的關(guān)鍵因素是酸的濃度和兩種酸的比例。硝酸∶硫酸＝1∶6(摩爾比)時(shí)效果最好，硫酸濃度宜在75～85之間，硝酸濃度應(yīng)大于80％。為保證硝化的正常進(jìn)行，應(yīng)將反應(yīng)溫度控制在0℃以下。硝化效果在很大程度上取決于胍唑的分散操作，分散操作時(shí)把溫度控制在0°～5℃范圍內(nèi)容易取得滿意的效果?？梢允褂靡磺兴苄院涬x子的物質(zhì)向反應(yīng)提供鉀離子，但使用硫酸鉀、碳酸鉀或者氫氧化鉀比較好。

本發(fā)明的二硝基胍唑鉀合成路線與原有合成路線完全不同。該合成路線的步驟少，反應(yīng)時(shí)間短、方法簡單、產(chǎn)率比原合成路線高6～30倍，反應(yīng)過程不產(chǎn)生任何難以處理的產(chǎn)物。用該路線合成二硝基胍唑鉀的成本低，很容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。如果將該合成路線同本發(fā)明制備二硝基胍唑鉛的方法相結(jié)合，可以很容易地構(gòu)成一種工業(yè)化生產(chǎn)二硝基胍唑鉛的合成方法。

下面是本發(fā)明的兩個(gè)比較好的實(shí)施例。所用的全部用具均按照化學(xué)實(shí)驗(yàn)或者化工生產(chǎn)中的一般原則和要求選取。

1.二硝基胍唑鉀的合成