3-氨基-4-偕氨肟基呋咱合成及反应历程研究

由丙二腈(MN)合成3-氨基-4-偕氨肟基呋咱的反应机理,已有文献建议为下述四步:亚硝化、重排、肟化和脱水环化。本研究以原位红外跟踪了亚硝化这一步,检测到2-亚硝基丙二烯(NMN)及2-肟基丙二腈(OMN)这一对异构体。此外,得到了—NO、NOH和—OH的三维原位红外图谱及—NO、C N和—OH在亚硝化过程中特征峰强度的变化,这有助深入了解亚硝化过程。不过,实验未能分离出OMN。NaOMN作为MN与NaNO2反应的产物,1,3-二氨基-1,2,3-三肟基丙烷作为OMN钠盐(NaOMN)与NH2OH的产物,两者均被成功地分离,并以IR、NMR、MS和元素分析证实。根据上述实验结果,提出了一个五步反应机理:硝化、重排、成盐、肟化及脱水环化。

3-氨基-4-偕氨肟基呋咱及其含能衍生物合成研究进展

综述了3-氨基-4-偕氨肟基呋咱(AAOF)的几种典型合成方法;基于AAOF分子结构中氨基、偕氨肟基的反应活性,可合成3,4-双(4′-氨基呋咱-3′-基)氧化呋咱(DATF)、3,4-双(4′-硝基呋咱-3′-基)氧化呋咱(DNTF)、3,4-双(4′-叠氮基呋咱-3′-基)氧化呋咱(DAZTF)、呋咱胺含能化合物、呋咱醚(FOF-2、FOF-13、BFFO、TFO)等典型含能化合物。系统介绍了上述8大系列30种高含能化合物的合成技术途径及主要的物化性能,有望在高能炸药、高能推进剂等领域得到应用。附参考文献56篇。

高收率合成3-氨基-4-偕氨肟基呋咱研究

以丙二腈为原料,采用＂两段法＂合成了3-氨基-4-偕氨肟基呋咱（AAOF）,利用红外光谱、核磁共振及元素分析等进行了结构表征;探讨了影响反应的关键因素,发现AAOF在碱性体系易生成钠盐是造成收率偏低的根本原因;优化了合成工艺条件,确定了适宜的反应条件为：亚硝化温度为5~10℃,肟化温度为25℃,脱水环化温度为105℃,体系pH值为7~8,总收率达95%,粗品纯度为98.5%。同时,采用差示扫描量热法（DSC）和热重/微商热重法（TG/DTG）研究了AAOF的热稳定性,其分解峰温为203.44℃。

3-氨基-4-氨基肟基呋咱500克级合成

以丙二腈为原料经四步连续反应一锅法合成出了新型含能材料化合物3氨基4氨基肟基呋咱(AAOF),得率达72.4%。用IR、MS、1HNMR、13CNMR、元素分析和紫外特征吸收波长(UV)对其分子结构进行了表征。在优化工艺的基础上实现了AAOF的500g级合成。对AAOF的合成反应历程进行了理论推导和验证。

3-氨基-4-酰胺肟基呋咱合成过程动态模拟

利用ChemCAD间歇动态反应器模块,根据3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)中间体3-氨基-4-酰胺肟基呋咱(AAOF)合成反应实际情况,建立新化合物基础物性数据模型,在采集合成实验数据的基础上,定义工艺模拟流程,输入反应器的模型参数,建立合成动态反应器模型,进行3-氨基-4-酰胺肟基呋咱合成过程动态模拟,得到动态反应器内各组分、热负荷随时间的变化情况和实时数据。计算表明,模拟结果同实验小试的结果相吻合,能够很好地反映合成实际情况,且具有较好的动态特性。通过模拟来分析和考察其合成工艺中相关的复杂物理、化学反应、动力学反应、热量平衡,解释合成实验数据,本研究对AAOF的工艺放大和工程化设计具有十分重要的意义和实用价值。

3-氨基-4-氨基肟基呋咱的绿色合成工艺

以丙二腈为起始原料,采用一锅法在水相中反应制备了3-氨基-4-氨基肟基呋咱(AAOF)。通过考察亚硝化反应温度和闭环缩合的反应时间对目标产物收率的影响,确定了最佳反应条件为:亚硝化反应温度在30℃以下,闭环反应的回流时间为3 h。在该条件下,合成了5 kg级AAOF,其收率由以往的72.4%提高至85%以上,所得产物无需进一步重结晶提纯,且纯度大于99%。并用熔点、核磁、质谱和元素分析对产物的结构进行了表征。

3-氨基-4-氯肟基呋咱的合成实验研究

由丙二腈经两步反应合成出了标题化合物——3-氨基4-氯肟基呋咱。用IR、MS、^1H NMR,^13C NMR、元素分析和紫外线吸收光谱法对标题化合物及其中间体——3-氨基4-氨基肟基呋咱进行了分子结构表征。标题化合物总得率41．5％。对标题化合物的合成反应过程进行了理论推导和实验验证，这对优化标题化合物的合成有一定的指导作用。

3,4-二氨基呋咱基氧化呋咱合成的反应动力学模型

以3-氨基-4-酰胺肟基呋咱为原料合成了3,4-二氨基呋咱基氧化呋咱,考察了反应体系中反应物浓度、温度和反应时间对反应速率的影响。通过ChemCAD速率回归计算程序对实验数据进行回归计算,并将速率方程进行线性化处理,得到反应级数、反应活化能和频率因子,建立了3,4-二氨基呋咱基氧化呋咱合成反应的动力学模型,计算值与实验值的相对误差均小于1%,说明动力学方程及动力学参数与3,4-二氨基呋咱基氧化呋咱的反应动力学行为相吻合。从反应动力学模型得出,降低反应温度、提高起始原料AAOF浓度、降低硫酸浓度、采用分批加入硫酸的间歇操作方式都可抑制副反应的发生,提高目标产物的转化速率和选择性。

3,6-双(3′-氨基呋咱-4-基)-1,4-二氧杂-2,5-二氮杂环己-2,5-二烯的合成及晶体结构

以3-氨基-4-酰胺肟基呋咱（AAOF）为原料合成出了含能化合物3-氨基-4-酰氯肟基呋咱（ACOF）。用稀碱3％～5％Na2CO3水溶液处理，ACOF脱去一分子HCl生成不稳定中间体3-氨基-4-氰基呋咱的氧化物（ACFO），随后发生歧化反应，生成3，4-二（氨基呋咱基）氧化呋咱（BAFF）及其异构体3，6-双（3’-氨基呋咱-4-基）-1，4-二氧杂-2，5-二氮杂环己-2，5-二烯（BADDD）。用IR、MS、^1H NMR、^13C NMR和元素分析对ACOF的分子结构进行了表征。分子和晶体结构测试表明，BADDD是一具有新颖化学分子结构的化合物。

3-氨基-4-酰胺肟基呋咱的晶体结构(英文)

从水和乙醇的混合溶剂中培养出了3-氨基-4-酰胺肟基呋咱(AAOF)的单晶,用四圆单晶X-射线衍射仪、IR和元素分析对其结构进行了表征。结果表明, AAOF晶体属单斜晶系,空间群P21/C。晶体学参数为:Mr=143.12,a=0.7651(3) nm,b=1.1702(3) nm,c=1.9216(10) nm,β=96.47(4)°,V=1.7095(12) nm3,Z=4,Dc=1.668 g·cm-3,F(000) =888。AAOF分子平面性好,晶体中存在分子内和分子间氢键。

3-氨基-4-偕羟胺肟基呋咱合成、歧化与水解反应研究

以3-氨基-4-偕氨肟基呋咱(DAOF)为原料,经重氮化、肟化等反应合成了未见文献报道的含能中间体——3-氨基-4-偕羟胺肟基呋咱(DOAF),总收率为61.8%,采用核磁共振、红外光谱、质谱和元素分析进行了结构表征.重点研究了肟化合成3-氨基-4-偕羟胺肟基呋咱的主要因素,确定了适宜反应条件为:反应温度30℃,反应时间2 h,n(ACOF)∶n(NH2OH HCl)∶n(CH3ONa)为1∶2∶3,收率为86.5%.发现了3-氨基-4-偕羟胺肟基呋咱在碱性条件下可发生歧化反应,歧化产物为3-氨基-4-偕二亚硝甲基呋咱钾盐[K(DNOF)]和原料DAOF;在酸性水溶液中发生水解反应,水解产物为3-氨基-4-(N-羟基酰胺)呋咱.培养并获得了K(DNOF)H2O单晶,结构分析表明,K(DNOF)H2O为单斜晶系,空间群为P2(1)/c,晶体学参数为:a=0.7639(19)nm,b=0.7034(17)nm,c=1.436(4)nm,α=90°,β=101.025(3)°,γ=90°,V=0.7573(3)nm3,Z=4,Dc=1.870 g cm-3,μ=0.695 mm-1,F(000)=432,R1=0.0349,wR2=0.1027.