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2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(ANPZ)是一种吡嗪类耐热单质炸药,又是合成新型钝感耐热炸药LLM-105的重要中间体。在目前ANPZ的主要合成工艺中,氨化反应使用的溶剂为乙腈,成本偏高、毒性大,限制了其进一步生产,因此选择合适的溶剂对改进ANPZ的合成工艺有重大意义。2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX)是世界上耐热性能最好的单质炸药之一,然而其爆轰性能并不理想,因此设计将其母环换成吡嗪环,研制开发出一类拥有类似PYX的热安定性、同时具有更高能量的含能材料是目前研究的热点课题。以2,6-二氯吡嗪为原料,通过取代、硝化和氨化反应制备ANPZ。并采用发烟硫酸和发烟硝酸为硝化体系,使用乙醇和乙腈的混合溶液为氨化反应溶剂,通过单因素实验和正交实验优化工艺条件,得到了ANPZ的最佳制备条件。硝化条件为:V(H2SO4):V(HN03)=3:1,反应温度20 ℃C,反应时间3 h,收率63.8%;氨化条件为:乙醇和乙腈的混合溶剂为反应溶剂、V(CH3CH2OH):V(CH3CN):V(NH3 ·OH)=1.5:1.5:1、反应温度70 ℃、反应时间2 h,ANPZ收率达97%。通过2,4,6-三硝基氯苯和2,6-二氨基吡嗪缩合合成了新型含能化合物2,6-二苦氨基吡嗪。其中2,4,6-三硝基氯苯通过2,4-二硝基氯苯硝化制得;2,6-二氨基吡嗪通过亚氨基二乙腈经亚硝化和环化反应合成。并确定了合成2,4,6-三硝基氯苯的最佳工艺条件:反应温度为 140℃,反应时间 5 h,n(KNO3):V(H2SO4)= 0.098 mol:22 mL,经重结晶后,2,4,6-三硝基氯苯的总收率为57.4%。确定了缩合反应的最佳反应条件:反应溶剂为异丙醇、温度85 ℃、催化剂为吡啶、反应时间5 h,总收率72%。采用DSC研究了2,6-二苦氨基吡嗪的热性能,其热分解温度为314 ℃。以2,6-二苦氨基吡嗪为原料,通过硝化反应合成了 2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡嗪(BPNP),通过研究不同硝化体系硝化剂的不同配比、不同反应时间以及反应温度对硝化反应收率的影响,确定了以浓硫酸发烟硝酸为硝化体系,硝化反应的最优反应条件:反应温度50 ℃,V(H2SO4):V(HN03)=4:1,反应时间为3h,硝化反应收率为65%。利用TG和DSC研究了 2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡嗪的热性能,分解峰值为374.3 ℃C,与PYX相当,具有较好的热安定性能。理论计算了BPNP的相关性能,其密度1.81 g/cm3,爆速8.13 km/s,爆压26.25 GPa,均高于PYX、HNS,而h50为83 cm。在BPNP的结构基础上,设计了 2,6-二苦氨基-3,5-二硝基-1-氧吡嗪,其理论计算性能为密度1.86 g/cm3,爆热1453.61 cal/g,爆速8.69 km/s,爆压30.38 GPa,h50为122 cm,爆轰数据均高于PYX、HNS。