Skip to content

DFTHP

DFTHP的介绍

OC1C(O)N(C=O)C(O)C(O)N1C=O

DFTHP(1,4二甲酰基-2,3,5,6四羟基哌嗪)是合成TEX的前体化合物,其合成由乙二醛与甲酰胺在碱的催化下缩合而得到。
TEX是一种新型的高能含能材料,具有顿感、高能量、高密度的优点,其综合性能超越RDX,甚至是HMX。

DFTHP的合成路线&反应原理

第一步甲酰胺作为亲核试剂对醛中的羰基的亲核加成,第二步生成的仲胺再进攻醛中羰基而成环,由于DFTHP母体环上的两个甲酰基在硝解时较难脱除,如代以易脱除的乙酰基、丙酰基等则有利于哌嗪含能衍生物的合成。

实验部分

警告

氢氧化钠有腐蚀性
无水乙醇易燃

所需试剂和仪器

试剂

  • 乙二醛(40%aq.)AR分析纯
  • 甲酰胺(≥99.3-100.2%)AR 分析纯
  • 无水乙醇(≥99.7%)AR 分析纯
  • 氢氧化钠(≥96%)AR 分析纯
  • 稀盐酸

仪器

  • 锥形瓶250ml300ml
  • 量筒100ml、50ml
  • 三角烧杯250ml
  • 标准口三口烧瓶 250ml(24#X3)
  • 恒压滴液漏斗250ml
  • 空心玻璃塞
  • 四氟聚乙烯塞
  • 温度计0-100℃
  • 抽滤一套
  • 铁架台
  • 烧瓶夹
  • 电子天平(500g 0.1g)
  • JJ-1电动搅拌器(60W)

步骤

  • 锥形瓶量取100g乙二醛(约87.7ml),放入冰箱冷冻1小时。
    1
  • 称取25gNaOH,加入锥形瓶中。倒入100ml水配成溶液,并冷却至室温。
    2 3
  • 量筒量取10mlNaOH(5mol/L aq.)。
    4
  • 烧瓶放入冰浴中,安装好四氟塞电动搅拌器
    5
  • 慢慢加入NaOH溶液至乙二醛中。加完后冷却至10℃。 6 7
  • 三口烧瓶上加装恒压滴液漏斗,量取31g甲酰胺加入,在20-30min内滴入完毕。
    8 9
  • 甲酰胺滴加完成后,中止冷却,将三口烧瓶从冰浴中撤出,使温度自然上升。 10
  • 当反应温度达到37℃左右时,重复冷却,控制反应温度在45℃以下。 11
  • 搅拌一段时间后出现白色沉淀,继续反应,到1h左右时可撤去装置。 12
  • 将反应液倒入250ml三角烧杯中。 13
  • 抽滤,滤饼依次用水、乙醇洗一遍,最后再用乙醇洗涤一遍,抽干。 14
  • 滤液不要倒掉,放在烧杯中,过段时间又会析出晶体。
    15
  • 产物自然晾干。 16
  • 理论产量70.864g,实际产量54.7g。产率77.19%。
    17
  • 产物精制,稀盐酸煮。
    18 19

备注

如果您遵循本指南的制作流程而发现问题或可以改进的流程,请提出 Issue 或 Pull request 。