4,4,4-三硝基丁酸-2,2,2-三硝基乙酯的高效合成及晶体结构表征

摘要

为了研究硝仿系炸药的合成,以4,6-二羟基嘧啶为硝化原料制备硝仿,然后合成4,4,4-三硝基丁酸-2,2,2-三硝基乙酯(TNETB);采用红外光谱、核磁共振波谱、质谱以及元素分析等对TNETB进行了结构表征;考察了物料比、反应温度和反应时间对产物收率的影响,以甲醇为溶剂培养了TNETB单晶,并采用X-射线单晶衍射进行晶体结构测定.结果表明,制备TNETB的最佳反应条件为:硝仿、甲醛水溶液和丙烯酸的摩尔比为4.2:1.2:1.0,无需溶剂,缩合反应时间45 min,反应温度为25℃;加成反应时间为60 min,反应温度为50℃;酯化反应时间为60 min,反应温度为50℃;TNETB的收率为40.7％,纯度为98.7％;TNETB晶体属于单斜晶系,P2(1)/n空间群,晶体学参数为:a=5.8799(13)?,b=21.801(5)?,c=11.220(2)?,V=1434.1(5)?3,Z=4,DC=1.789g/cm3,μ=0.180mm-1,F(000)=784,R1=0.0960,ωR2=0.2857;TNETB分子间的氢键和范德华力降低了硝仿基团的引入对分子稳定性和安全性的影响,表明TNETB具有较高的安全性.