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有机化学 ›› 2010, Vol. 30 ›› Issue (03): 409-413. 上一篇    下一篇

研究论文

1,3-二叔丁基-5,5-二硝基嘧啶烷的合成及反应机理研究

李清霞a，王鹏a，孟文君a，孟子晖*,a，娄忠良a，宋红燕a
覃光明b，葛忠学b，王博周b   

  1. (a北京理工大学化工与环境学院 北京 100081)
    (b西安近代化学研究所 西安 710061)
  • 收稿日期:2009-07-13 修回日期:2009-09-14 发布日期:2010-03-28
  • 通讯作者: 孟子晖 E-mail:mengzh@bit.edu.cn

Reaction Mechanism for the Formation of 1,3-Ditertiobutyl-5,5-
dinitrohexahydropyrimidine

Li Qingxiaa,Wang Penga,Meng Wenjuna,Meng Zihui*,a,Lou Zhonglianga
Song Hongyana,Qin Guangmingb,Ge Zhongxueb,Wang Bozhoub   

  1. (a School of Chemical Engineering and Environment, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081)
    (b Xi'an Morden Chemistry Research Insitute, Xi'an 710061)
  • Received:2009-07-13 Revised:2009-09-14 Published:2010-03-28

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1,3-二叔丁基-5,5-二硝基嘧啶烷(3)是混合炸药含能增塑剂1,3,5,5-四硝基-1,3-二氮杂环环己烷的关键硝化前体. 通过研究3的合成反应机理, 目的是为制备1,3,5,5-四硝基-1,3-二氮杂环环己烷的工艺优化提供理论依据. 以2,2-二硝基-1,3-丙二醇(1)、甲醛和叔丁胺为原料, 通过Mannich缩合反应得到1,3-二叔丁基-5,5-二硝基嘧啶烷. 采用同位素示踪技术以及分离关键中间体对反应机理进行推测. 以氘代甲醛、1和叔丁胺缩合得到氘标记的3, 1H NMR和MS分析结果表明: 在反应过程中1首先解离生成偕二硝基甲烷和甲醛, 小分子碎片随机组合生成了3. 分离出了关键中间体1-叔丁氨基-2,2-二硝基乙烷. 根据所获得的证据, 推断了3的合成反应机理.

关键词: 2,2-二硝基-1,3-丙二醇, 1,3-二叔丁基-5,5-二硝基嘧啶烷, Mannich反应, 合成机理

The key precursor of the energetic plasticizer 1,3,5,5-tetranitrohexahydropyrimidine is 1,3-diter- tiobutyl-5,5-dinitrohexahydropyrimidine, which was synthesized from 2,2-dinitropropane-1,3-diol, formaldehyde and tert-butylamine via Mannich reaction. A stable intermediate N-benzyl-2,2-dinitroethylamine was obtained, and isotope tracing experiment was employed to elucidate the reaction process, and finally a synthetic mechanism for 1,3-ditertiobutyl-5,5-dinitrohexahydropyrimidine was proposed.

Key words: 2,2-dinitropropane-1,3-diol, 1,3-ditertiobutyl-5,5-dinitrohexahydropyrimidine, Mannich reaction, synthetic mechanism