几种芳烃及氮杂环化合物的硝化反应研究

摘要

硝化反应作为一个重要的有机反应，在理论研究与实际生产生活中都具有重要意义，而芳烃及氮杂环化合物的硝化反应更是在火炸药及含能材料的生产制备中占有举足轻重的地位。本论文选取了三种在火炸药和含能材料领域中具有重要研究和应用价值的硝化底物:邻硝基甲苯、咪唑和2，6-二甲氧基吡嗪，并分别对其进行了硝化反应研究。
　　 (1)在不同硝化体系下对邻硝基甲苯进行了选择性硝化研究，通过考察硫酸用量、反应温度、反应时间等因素，确定了最佳工艺条件:选用20％发烟硫酸-硝酸钾体系，底物用量0.1mol，硝酸钾过量5％，20％发烟硫酸用量为50mL，反应温度10℃，反应时间2h，在此条件下产品中对位异构体2，4-DNT含量达到73.86％，ρ/ο值达到2.83。
　　 (2)以咪唑为底物，经三步硝化、重排和成盐共五步反应得到2，4，5-三硝基咪唑胍盐。通过考察不同硝化体系、混酸配比、反应温度、反应时间等因素，分别确定了各步反应的最佳工艺条件，在各步反应最佳工艺条件的基础上2，4，5-三硝基咪唑胍盐的总产率达到了36.5％。
　　 (3)以2，6-二甲氧基吡嗪为底物硝化制备2，6-二甲氧基-3，5-二硝基吡嗪，通过考察不同硝化体系、混酸配比、反应温度、反应时间等因素，确定了最佳工艺条件:选用20％发烟硫酸-硝酸钾体系，底物用量为0.05mol，硝酸钾过量100％，硝酸钾与20％发烟硫酸摩尔比为2∶7，反应温度25℃，反应时间3h，在此条件下2，6-二甲氧基-3，5-二硝基吡嗪的产率达到67.8％。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1 硝化反应研究概述

1．1．1 硝化反应的发展与现状

1．1．2 硝化机理的研究概况

1．1．3 几种常用硝化体系的概述

1．2 芳烃的选择性硝化研究概况

1．2．1 单取代芳烃的选择性硝化研究概况

1．2．2 邻硝基甲苯的选择性硝化研究概况

1．3 多硝基咪唑化合物的研究概况

1．4 2，6-二甲氧基吡嗪的硝化研究概况

1．5 论文主要研究内容

2．邻硝基甲苯的选择性硝化研究

2．1 试剂与仪器

2．2 实验部分

2．2．1 混酸体系下邻硝基甲苯的选择性硝化

2．2．2 混酸-磷酸体系下邻硝基甲苯的选择性硝化

2．2．3 硫酸-硝酸脲(硝酸钾)体系下邻硝基甲苯的选择性硝化

2．2．4 五氧化二氮-100％硝酸(有机溶剂)体系下邻硝基甲苯的选择性硝化

2．2．5 气相色谱分析条件

2．3 结果与讨论

2．3．1 混酸体系下邻硝基甲苯的选择性硝化研究

2．3．2 20％发烟硫酸-硝酸体系下邻硝基甲苯的选择性硝化研究

2．3．3 混酸-磷酸体系下邻硝基甲苯的选择性硝化研究

2．3．4 硫酸(发烟硫酸)-硝酸脲体系下邻硝基甲苯的选择性硝化研究

2．3．5 硫酸(发烟硫酸)-硝酸钾体系下邻硝基甲苯的选择性硝化研究

2．3．6 五氧化二氮体系下邻硝基甲苯的选择性硝化研究

2．4 小结

3．咪唑硝化制备2，4，5-三硝基咪唑胍盐的工艺研究

3．1 试剂与仪器

3．2 实验部分

3．2．1 咪唑硝化制备4-硝基咪唑的工艺研究

3．2．2 4-硝基咪唑硝化制备1，4-二硝基咪唑的工艺研究

3．2．3 2，4-二硝基咪唑的制备

3．2．4 2，4，5-三硝基咪唑乙醚溶液的制备及工艺研究

3．2．5 2，4，5-三硝基咪唑胍盐的制备

3．3 结果与讨论

3．3．1 4-硝基咪唑的合成机理及工艺研究

3．3．2 1，4-二硝基咪唑的合成工艺研究

3．3．3 2，4-二硝基咪唑的合成工艺研究

3．3．4 2，4，5-三硝基咪唑的合成工艺研究

3．3．5 2，4，5-三硝基咪唑胍盐的合成工艺研究

3．4 小结

4．2，6-二甲氧基-3，5-二硝基吡嗪的合成工艺研究

4．1 试剂与仪器

4．2 实验部分

4．2．1 2，6-二甲氧基吡嗪的合成

4．2．2 2，6-二甲氧基-3，5-二硝基吡嗪的合成

4．3 结果与讨论

4．3．1 混酸体系下2，6-二甲氧基-3，5-二硝基吡嗪的制备工艺研究

4．3．2 发烟硫酸-硝酸体系下2，6-二甲氧基-3，5-二硝基吡嗪的制备工艺研究

4．3．3 发烟硫酸-硝酸钾体系下2，6-二甲氧基-3，5-二硝基吡嗪的制备工艺研究

4．3．4 五氧化二氮体系下2，6-二甲氧基-3，5-二硝基吡嗪的制备工艺研究

4．4 小结

5．结论

致谢

参考文献

附录