2，4，6-三硝基苯甲（乙）醇硝酸酯的合成研究

论文摘要

2,4,6-三硝基苯甲（乙）醇硝酸酯,简称TNT硝酸酯,是一类潜在的可作为熔铸炸药的载体化合物。它们通过在2,4,6-三硝基甲苯（TNT）的甲基上引入了硝酸酯基团,对TNT分子进行改性修饰,使其堆积密度和爆炸性能优于TNT,成为可替代TNT的熔铸炸药载体。与B炸药相比,以TNT硝酸酯为载体的熔铸炸药配方,具有更高的密度和能量,因此研究TNT硝酸酯的合成方法具有重要的实用价值。本论文以TNT为初始原料,分别对两种化合物进行了合成研究,并通过单因素控制法进行工艺优化,确定了制备2,4,6-三硝基苯甲（乙）醇硝酸酯的最佳工艺条件。2,4,6-三硝基苯甲醇硝酸酯由TNT经过氯代、水解和硝化三步反应合成。分别对三步反应进行了工艺优化,结果表明：TNT的氯代反应的最佳工艺条件为：初始温度为0℃,THF-甲醇作为溶剂且用量分别为2.28mL/mmolTNT和1.14mL/mmolTNT,n(（次氯酸钠）:n（TNT）=1.4:1.该条件下产物收率为84.3%;2,4,6-三硝基苄氯的水解反应以浓度为9CMC（0.47g/100mL水）的CTAB作为胶束催化剂时仅需6h可以完成,且收率可达75.6%；2,4,6-三硝基苄醇的酯化反应的最佳工艺条件为：以硝酸-硫酸混酸作为硝化剂且n（HNO3）:n（H2SO4）=3.0:1, n（HNO3）:n（三硝基苄醇）=25：1。该条件下产物收率为86.6%。三步反应的总收率为55.2%。2,4,6-三硝基苯乙醇硝酸酯由TNT经过羟甲基化和硝化两步反应合成。对两步反应进行了工艺优化,结果表明：TNT的羟甲基化反应的最佳工艺条件为：THF作为溶剂,n（K2CO3）:n （TNT）=0.125:1,多聚甲醛加用量为40g/molTNT,温度为55℃。该条件下产物收率为92.3%；2,4,6-三硝基苯乙醇的酯化反应的最佳工艺条件为：以硝酸-醋酸酐混酸作为硝化剂且n（HN03）:n（Ac20）=2.0:1, n（HNO3）:n（三硝基苯乙醇）=20：1。该条件下产物收率为73.6%。两步反应的总收率为67.9%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的意义
• 1.1.1 2,4,6-三硝基苯甲（乙）醇硝酸酯的基本性质
• 1.1.2 目标化合物爆轰性能的估算
• 1.2 硝酸酯类化合物简介
• 1.3 硝酸酯合成方法研究进展
• 1.3.1 以烃为原料合成硝酸酯
• 1.3.2 以醇或其他含羟基化合物为原料合成硝酸酯
• 1.3.3 以胺为原料合成硝酸酯
• 1.3.4 酯交换反应制备硝酸酯
• 1.4 2,4,6-三硝基苯甲（乙）醇硝酸酯合成现状
• 1.5 本课题所研究的主要内容
• 1.5.1 2,4,6-三硝基苯甲醇硝酸酯的合成与工艺研究
• 1.5.2 2,4,6-三硝基苯乙醇硝酸酯的合成与工艺研究
• 2 2,4,6-三硝基苯甲醇硝酸酯的合成
• 2.1 2,4,6-三硝基苄氯的合成
• 2.1.1 主要试剂与仪器
• 2.1.2 实验步骤
• 2.1.3 产物表征
• 2.1.4 工艺优化
• 2.1.5 机理讨论
• 2.1.6 小结
• 2.2 2,4,6-三硝基苯甲醇的合成
• 2.2.1 主要实验试剂与仪器
• 2.2.2 实验步骤
• 2.2.3 产物表征
• 2.2.4 工艺优化
• 2.2.5 小结
• 2.3 2,4,6-三硝基苯甲醇硝酸酯的合成
• 2.3.1 主要实验试剂与仪器
• 2.3.2 实验步骤
• 2.3.3 产物的表征
• 2.3.4 工艺优化
• 2.3.5 机理讨论
• 2.3.6 小结
• 2.4 本章总结
• 3 2,4,6-三硝基苯乙醇硝酸酯的合成
• 3.1 2,4,6-三硝基苯乙醇的合成
• 3.1.1 主要实验试剂与仪器
• 3.1.2 实验步骤
• 3.1.3 产物表征
• 3.1.4 工艺优化
• 3.1.5 机理讨论
• 3.1.6 小结
• 3.2 2,4,6-三硝基苯乙醇硝酸酯的合成
• 3.2.1 主要实验试剂与仪器
• 3.2.2 实验步骤
• 3.2.3 产物表征
• 3.2.4 工艺优化
• 3.2.5 机理讨论
• 3.2.6 小结
• 3.3 本章总结
• 4 结论
• 4.1 结论
• 4.2 后续工作
• 致谢
• 参考文献