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1、精选公文范文管理资料三氟乙酸母液的回收再利用工艺 1引言 2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)是一种新型耐热炸药,具有优良的抗过载和热性能,在特殊武器、钝感传爆药、超高温石油射孔弹、火工品等领域具有广泛的应用前景。LLM-105的合成方法有以二氯吡嗪为原料[1]、以二氨基吡嗪为原料[2]以及小分子[3]合成方法,其中以二氯吡嗪为原料的合成方法是最理想的方法。但在该方法中,三氟乙酸(TFA)所占成本约为整体的2/3,从而导致LLM-105的制备成本过高,严重制约了LLM-105的大规模应用。因此,研究降低三氟乙酸的使用量以及回收再
2、利用技术,有效实现LLM-105的清洁化和低成本制造,对降低LLM-105[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料制备成本和减少环境污染具有重要意义。 在LLM-105的氧化反应中,目前多采用m(ANPZ)∶V(TFA)=1∶10~1∶15的料比[4-5],三氟乙酸用量和回收压力大,是造成LLM-105成本偏高的主要原因之一。而在三氟乙酸回收方面,由于三氟乙酸与水在105℃形成共沸物以及其强腐蚀性,所以不宜采用蒸馏和精馏的方法进行提纯。邓明哲[6]根据三氟乙酸的纯化[7]方法设计了三氟乙酸回收工艺路线,其回收的三氟乙酸纯度为98%,但由于氢氧化钠
3、将部分三氟乙酸转化为草酸盐和氟离子[8],导致回收率只有80%,并且在放大过程中,中和反应产生较大的热,易于发生冲料等事故。 本研究对氧化反应进行了优化,大幅度降低了三氟乙酸的使用量;同时研究了三氟乙酸母液的回收再利用工艺,提高了反应安全性和三氟乙酸回收率,回收的三氟乙酸用于氧化反应,产物收率和纯度均与采用新三氟乙酸的结果相当。 2实验部分 2.1[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料试剂与仪器 30%碳酸钠,2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(ANPZ),自制;浓硫酸(98%),双氧水(50%),三氟乙酸均为工业纯。 NEXU
4、S870型傅里叶变换红外光谱仪,美国热电尼高力公司;AV500型(500MHz)超导核磁共振仪,瑞士BRUKER公司;GCMS-QP2010型质谱仪,日本岛津公司;VARIO-EL-3型元素分析仪,德国EXEME-NTAR公司;DSC-2910型差热分析仪,美国TA公司。 2.2三氟乙酸的回收 室温搅拌下,将30%的碳酸钠溶液缓慢滴加入盛有2kg三氟乙酸(83.79%)母液的5L三口烧瓶中,控制温度低于40℃,调节体系pH至8,反应液由黄绿色逐渐变成橙色。滴加完成后加热,并进行减压蒸馏,蒸除大部分水分,然后取出干燥得到三氟乙酸钠1.99kg,收率99.6%
5、.在机械搅拌下,将1.99kg[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料三氟乙酸钠缓慢加入到充分冷却的盛有1.16L浓硫酸(98%)的三口烧瓶中,控制体系温度在30℃以下。加完后,缓慢升温至45~50℃,并保持30min.然后采用常压蒸馏,收集70~73℃的馏分,得到三氟乙酸1.38kg,收率86.8%,纯度99.8%,三氟乙酸回收率86.5%. 2.3LLM-105的制备 向50L反应釜中加入三氟乙酸25L,搅拌下加入ANPZ5kg(25mol),加完后滴加50%的双氧水9L,体系温度控制在30℃以下,加完后在25~30℃反应12h,室温过
6、滤后得产物LLM-105,收率98.3%,纯度96.4%. DSC:351.2℃(10℃·min-1);1HNMR(CDCl3,500MHz)δ:9.064,8.784(d,2H,NH);IR(KBr,ν/cm-1):1616,1454,1379(νring);1565,1337(ν-NO2),890(δN-O);3422,3403,3282,3226,1647(ν-NH2);Anal.calcdforC4H4N6O4:C22.23,H1.870,N38.89;Found:C22.28,H1.860,N39.[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资
7、料07;MSm/z(%):216(M+,66). 3结果与讨论 3.1氧化反应机理探讨 可能的反应机理为:三氟乙酸在双氧水作用下生成过氧三氟乙酸,然后转变和传递氢氧活性基团·OH,通过进攻ANPZ上的1号氮原子,并脱氢生成LLM-105.【1】 3.2氧化反应影响因素 ANPZ环上的氮原子存在孤对电子,从而易与氧原子成键,但由于硝基的排斥及空间位阻效应,使得氧原子不能与4号位氮原子成键,在与1号位氮原子成键的同时能够与2和6号位氨基形成氢键,有利于生成物的稳定。 3.2.1[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料双氧
8、水用量的选