巴克曼法合成环三亚甲基三硝胺(RDX)

赫尔在1925年(Hale,J.Am. Chem. Soc.,47:2754, 1925.)曾发表了一种RDX的制法。在该方法中所使用的原料为浓硝酸及乌洛托品,硝酸的用量为乌洛托品的11倍,反应温度控制在30℃以下,其反应为乌洛托品经硝酸的硝解(nitrolysis)作用后,生成RDX、NH3及甲醛。

德国的兹贝雷(Crater, P1632 in Ind. Eng. Chem.,40:1627,1948.)及加拿大的奚斯勒及罗斯(Schiessler and Ross,U.S.pat.2,434,230,1948(C.A.,42:2292,1948).)发现一种60%产率(根据甲醛)的制法,此法所得RDX含有较多HMX。在此法中,将甲醛及硝酸铵加入乙酸酐中,反应温度控制在70℃。由于此法须用大量乙酸酐及较低收率,故此合成法亦不理想。

巴克曼法是将伍尔维次法和兹贝雷-奚斯勒-罗斯法合并而成,因此巴克曼将此法称为组合法。此法所用原料为乌洛托品、硝酸铵、硝酸及乙酸酐。组合法的反应方程式为:C6H12N4+2NH4NO3+4HNO3+6Ac2O→2(CH2NNO2)3+12HOAc ,下面介绍我用此法合成RDX的过程。

一、准备试剂:乌洛托品、冰乙酸、乙酸酐、硝酸铵、发烟硝酸。
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二、配制A液:5克乌洛托品溶于9毫升冰乙酸;配制B液:9.35克硝酸铵溶于7.5毫升发烟硝酸。
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三、量取31毫升乙酸酐于锥形瓶中,并加热到60-65度。
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四、向锥形瓶中交替加入B液和A液,但始终保持B液加入量先于A液。
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五、加完B液和A液后,60-65℃保温15-30min。
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六、将反应液倒入冷水中,产生大量白色沉淀。
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七、抽滤,用水洗至中性,再用少量酒精洗2遍。
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八、常温干燥24h。
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九、称重,理论产量15.85g,实际产量9.07g,产率57.22%
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