3,5,7-三硝基-1-氮杂金刚烷的合成工艺

以间二硝基苯(DNB)为原料, 经硝化、还原、Henry反应、缩合合成了3, 5, 7-三硝基-1-氮杂金刚烷, 总收率为21.5%。采用熔点测定、IR、NMR对中间体及目标化合物进行了结构表征。研究了硝酸与硫酸摩尔比、混酸用量、加料方式对硝化反应收率的影响。分别采用“分步法”和“一锅法”合成了中间体1, 3, 5-三羟甲基-1, 3, 5-三硝基环己烷, 并通过提高反应温度缩短了Henry反应时间。研究了酸和碱对缩合反应的影响, 并改进了反应工艺。利用热重分析(TG)和差示扫描量热法(DSC)研究了目标化合物的热性能。结果表明, 硝化反应的最佳工艺条件为 n (HNO 3 ): n (H 2 SO 4 )=1: 1.5, m (混酸): m (DNB)=23, 加料方式为先加三分之二的混酸, 24 h后再补加三分之一, 硝化反应收率达70.7%;提高反应温度后Henry反应的时间缩短12 h, “分步法”的总收率为61.8%, “一锅法”的总收率为83.5%;改进后的缩合反应时间缩短至3天, 简化后处理方法依次为过滤、脱色、重结晶, 酸和碱都会降低缩合反应的收率; 3, 5, 7-三硝基-1-氮杂金刚烷从225 ℃左右开始分解, 热分解峰温为331℃, 表明其热稳定性较好。