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1、富氮含能化合物合成方法研究进展韩志跃，姚谦，杨月桢，杜志明(北京理工人学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京100081)基金项目：北京理工大学基础研究基金(2013024201);北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验资助项0(YBKT16-09，QNKT16-03)作者简介：韩志跃(1984—)，男，博士，讲师，主要从事化学工程与材料科学研究。本文引用格式：韩志跃，姚谦，杨月桢，等.富氮含能化合物合成方法研究进展[J].兵器装备工程学报，2016(11):119-123.Citation：forma
2、t:HANZhi-yue,YAOQian,YANGYue-zhen,etal.ReviewonSyntheticMethodsofNitrogen-RichCompounds[J].JournalofOrdnanceEquipmentEngineering,2016(11):119-123.摘要：富氮化合物作为一种高能S:密度化合物具有绿色和高能S:的特性，5-氨基四唑(5-AT也叫5-ATZ)、1,5-二M基四唑(DAT)和3,4-二鉍基呋咱(DAF)作为富氮含能材料基础对于后续大分子富氮化合物的合
3、成具有重要用途；本文综述了3种5-AT的合成方法，4种DAT的合成方法，两大类5种DAF的合成方法；并对这些方法的优缺点给以论述，对于指导实验室条件下选取合适的合成方法具有参考价值。词：富氮化合物；合成；5-氨基卩4唑；1，5-二氨基叫唑；3,4-二氨基吹咱高能量密度化合物是一类重要的广泛作用于炸药、推进剂或火工品的高能量物质。一般来说，密度达2.0g/cms爆压达40GPa,爆速达9.5km/s的含能化合物为高能化合物。。新型含能材料主要是富氮化合物。富氮化合物主要是指含氮量达到20%以上的氮杂环类
4、化合物，由于N-N键的作用使富氮化合物具有较高的张力。富氮化合物普遍具有高生成热，易于实现氧平衡，是理想的高能:W:密度材料。。由于其分解产物为淸洁的氮气，因此多氮化合物被称为“绿色含能材料”…。由于富氮物质具有的优越性，相关的研允机构也比较多，国外的研宄机构主要有美国LosAlamos国家实验室(LANL)、德国化学技术研究所(ICT)、印度高能材料研究实验室(HEMRL)和德国慕尼黑大学Klapotke研宂小组；国内的研究机构主要有西安近代化学研究所、中国工程物理研宂院化工材料研宂所、航天科技集团
5、四院42所、北京理工大学、南京理工大学、国防科学技术大学等。富氮化合物包括纯氮化物、氮氢化合物(NJ、嗪类化合物、唑类化合物、呋咱类化合物和多氮笼形化合物等。含能五元氮杂环化合物是近年来发展的热点，五元氮杂环包括呋咱、咪唑、三唑、叫唑以及它们的稠环衍生物。呋咱环和氧化呋咱环通过氧化，酰化，叠氮化反应，可以连接各种高能基团如偶氮基、氧化偶氮基、硝基、硝酰氧基、腈基等用于进一步提高氮含量和能量密度。正因为如此唑和呋咱的基础物质的安全高效获取也就更为重要。唑类基础物质主要有5-氨基叫唑（5-AT也叫5-AT
6、Z）和1,5-二氨基叫唑（DAT）,呋咱的基础物质为3,4-二氨基呋咱（DAF），其分子式如图1所示。本文将综合各种方法筛选出这3种物质安全、高效、可靠的合成方法。(a)5-AT(b)DAT(c)DAE图1三种简单富氮化合物分子式结构式15-氨基四唑的合成5-AT是由4个氮原子和1个碳原子构成的五元氮杂环化合物，碳分子上还有1个氨基取代基，含氮量84.2%,晶体中含有1个结晶水。文献报道的分解温度为200°C〜204°C,爆速力8900m/s,爆压为35.7GPa,标准摩尔生成焓为87kj/mol。早
7、在1892年，德国的Kekue等1•就采用氨基狐重氮化再异构化得到了5-氨基四唑。在20世纪初德国的llantzsch报道了用氰胺和叠氮化钠反应合成5-鉍基四唑的方法和工艺、。1999年张同来等w选用双氰胺和叠氮化钠在酸性条件下合成/粗品再进行重结晶法提纯得到纯度较高的5-AT。2006年张苏杭等。对5-AT的合成做出了分析整理、汇总，有以下儿种方法：1）氨基胍重氮异构法。该方法的主要路线如图2所示。H.NNHNII.,NaNO,NHH.HX△图25-AT的重氮异构法合成路线用氨基胍与亚硝酸钠在氢卤酸
8、中反应，然后加热异构化得到5-AT，该工艺比较复杂，成环困难，反应周期较长并且产率较低。2）什托列（stolleet）法。该方法的合成路线如图3所示。55-953CC2H4N4+2NaN,+2HNO,>5-AT+2NaNO,图3什托列法合成5-AT途径具体操作过程为：称取计量比的双氰胺和叠氮化钠适景，溶于定量蒸馏水加入3颈烧瓶中，开启搅拌，加上冷凝管且出口连接装行稀碱溶液的洗气瓶再缓慢滴加等摩尔的稀酸溶液，反应温度控制再55°C〜95°C之间。反应时间力
