過氧化丙酮四聚體的製備方法
2023-11-12 03:06:47
專利名稱：過氧化丙酮四聚體的製備方法
技術領域：
本發明涉及過氧化丙酮四聚體的製備方法，屬於含能材料技術領域。
背景技術：
過氧化丙酮四聚體是一種極為不穩定的過氧化物，由丙酮與相應的過氧化物反應而製得，分子式為C12H24O8，分子量為四6. 31。2003年的Analytical Chemistry公布了半於過氧化物的痕量分析報告。由於全球恐怖爆炸案件頻頻發生，丙酮過氧化物也隨之研究較熱烈，最早報導TATP用於恐怖襲擊的事件是1980年以色列發生的鋼管炸彈事件，隨後TATP用於製造人體炸彈和汽車炸彈屢見於以色列佔領區和中東地區。典型案例有2001年的美國航班的鞋子炸彈事件和2005年英國地鐵爆炸事件。最近發生的事件有，2009年3月觀日，中國香港一 14歲中學生仿照網上資料，自製了 TATP，贈予同學，其同學玩耍時點燃，嚴重炸傷手、頭和胸部。已知的過氧化丙酮三聚體TATP和二聚體DADP結構不穩定，對熱、摩擦、衝擊均極為敏感，輕微的摩擦或衝擊均會引發猛烈的爆炸。而過氧化丙酮四聚體的結構與爆炸性質到目前為止未見更多的文獻報導。在此之前已有TATP和DADP兩種丙酮過氧化物，而從結構上講，過氧化丙酮四聚體的結構更穩定一些，所以他應該更穩定，也可能具有應用前景。關於過氧化丙酮四聚體的製備方法只能參考在此之前的其他過氧化物製備方法。即在丙酮中滴加過氧化氫，反應是在H+性介質催化作用下進行，但是也有不如意之處，按照TATP或DADP的製備方法肯定得不到預想的結果。因而，本發明為全新技術，與丙酮為原料製備其它過氧化物的方法完全不同的一種新全明技術。
發明內容
本發明的目的是為了提出過氧化丙酮四聚體的製備方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。本發明的過氧化丙酮四聚體的製備方法，具體步驟為1)將丙酮和過氧化氫冷卻至_2°C 5°C ；2)配置催化劑的飽和水溶液；催化劑為四氯化錫(SnCl4)、三氯化鉛(AlCl3)、氯化銨(NH4Cl)或醋酸(HAC)中的一種；3)將步驟1)中的丙酮和過氧化氫進行混合，攪拌5 15min，得到混合液；將混合液放入冰箱再次冷卻1 池，溫度控制在0 5°C ；4)將步驟2、配置好的催化劑飽和水溶液滴加到步驟幻中的混合液中；丙酮與過氧化氫的摩爾比為1 1 2;滴加的催化劑飽和水溶液的體積為混合液體積的10% 25% ；5)滴加完畢後，用保鮮膜封口，在-2 5°C條件下靜置反應48 160h ；6)反應結束後，用-2 5°C的水反覆洗滌至中性為止，抽濾自然乾燥得到過氧化丙酮四聚體粗產品；產率為60% 72%，純度為87% 92% ；7)將粗產品用甲醇或丙酮作為溶劑進行提純精製，提純精緻的溫度為40 50°C，經3 5次提純處理後，純度為97. 84% 99%。有益效果本發明的方法簡單、安全性好。
圖1為實施例1精緻後過氧化丙酮四聚體的紅外譜圖。
具體實施例方式實施例11)將丙酮和過氧化氫冷卻至_rC 5°C備用；2)配置SnCl4的飽和水溶液備用；2)向500ml燒杯中加入36g丙酮(0. 42mol)，逐滴加入0. 44mol過氧化氫攪拌，溫度控制在l°c ；加料完畢，攪拌lOmin，使其完全混合均勻。將燒杯放入冰箱池，溫度控制在O 5°C，取出燒杯，用恆壓滴液漏鬥緩慢加入SnCl4的飽和水溶液16ml。緩慢攪拌，直至燒杯出現少量白色沉澱時停止攪拌。將燒杯放入冰箱，用保鮮膜覆蓋杯口，靜置反應96h，溫度控制在2°C，靜置後的燒杯中有大量沉澱物，向有沉澱物的燒杯中加入50ml2°C的水，使其能懸浮，抽濾；用1 2°C水洗滌3次，至中性；抽乾，自然陰乾後得到過氧化丙酮粗產物，白色粉末狀晶體23. 41g，產率為79%，純度為87%。3)將所得過氧化丙酮四聚體粗品用180g甲醇進行溶解，並水浴上加至46°C，待完全溶解後，再加入36g甲醇，自然冷卻使其結晶，抽濾，自然乾燥得白色粉末狀晶體產物20. 7g，純度為94. 1 %，此時產率為70 %，經3次提純後，純度可達96. 3 %，此時產率為62%，其紅外譜圖如圖1所示。實施例21)將丙酮和過氧化氫冷卻至_rC 5°C備用；2)配置AlCl3的飽和水溶液備用；2)向500ml燒杯中加入24. 36g丙酮(0. 42mol)，逐滴加入0. Mmol過氧化氫攪拌，溫度控制在2°C ；加料完畢，攪拌5分鐘，使其完全混合均勻。將燒杯放入冰箱池，溫度控制在O 5°C，取出燒杯，用恆壓滴液漏鬥緩慢加入三氯化鉛(AlCl3)的飽和水溶液20ml。緩慢攪拌，直至燒杯出現少量白色沉澱時停止攪拌。將燒杯放入冰箱，用保鮮膜覆蓋杯口，靜置反應144h，溫度控制在2°C，靜置後的燒杯中有大量沉澱物，向有沉澱物的燒杯中加入40ml2°C的水，使其能懸浮，抽濾；用1 2°C水洗滌至中性為止；抽乾，自然陰乾後得到過氧化丙酮四聚體粗產物，白色粉末14. 6g，產率可達49. 3%，純度為83. 3%。3)將所得過氧化丙酮四聚體粗品用120g甲醇進行溶解，並水浴上加至50°C，待完全溶解後，再補加入IOml甲醇，自然冷卻使其結晶，抽濾，自然乾燥得白色粉末狀晶體產物12. 2g，純度為93. 4%，此時產率為41. 2%，經3次提純後，純度可達96. 7%，此時產率為37. 93%。實施例31)將丙酮和過氧化氫冷卻至_rC 5°C備用；2)配置NH4Cl的飽和水溶液備用；2)向500ml燒杯中加入36g丙酮(0. 42mol)，逐滴加入0. 44mol過氧化氫攪拌，
4溫度控制在1V ；加料完畢，攪拌8分鐘，使其完全混合均勻。降溫120min後取出燒杯，用滴管緩慢加入氯化銨(NH4Cl)的飽和水溶液25ml。緩慢攪拌，直至燒杯出現少量白色沉澱時停止攪拌。將燒杯放入冰箱，用保鮮膜覆蓋杯口，靜置反應100h，溫度控制在2°C，靜置後的燒杯中有大量沉澱物，向有沉澱物地燒杯中加入45ml2°C的水，使其能懸浮，抽濾；用1 2V水洗滌，至中性為止；抽乾，自然陰乾後得到過氧化丙酮四聚體粗產物，白色粉末18. 24g,產率可達61.6%，純度為88. 2%。 將所得過氧化丙酮四聚體粗品用160g甲醇進行溶解，並水浴上加至40°C，待完全溶解後，再加入15ml甲醇，自然冷卻使其結晶，抽濾，自然乾燥得白色粉末狀晶體產物15. 78g，純度為94. 23 %，此時產率為53. 3 %，經3次提純後，純度可達96. 18 %，此時產率為49. 9%。
權利要求
1.過氧化丙酮四聚體的製備方法，其特徵在於具體步驟為1)將丙酮和過氧化氫冷卻至-2°C 5°C；2)配置催化劑的飽和水溶液；催化劑為四氯化錫、三氯化鉛、氯化銨或醋酸中的一種；3)將步驟1)中的丙酮和過氧化氫進行混合，攪拌5 15min，得到混合液；將混合液放入冰箱再次冷卻1 池，溫度控制在0 5°C ；4)將步驟幻配置好的催化劑飽和水溶液滴加到步驟幻中的混合液中；丙酮與過氧化氫的摩爾比為1 1 2 ；滴加的催化劑飽和水溶液的體積為混合液體積的10% 25% ；5)滴加完畢後，用保鮮膜封口，在-2 5°C條件下靜置反應48 160h；6)反應結束後，用-2 5°C的水反覆洗滌至中性為止，抽濾自然乾燥得到過氧化丙酮四聚體粗產品；產率為60% 72%，純度為87% 92% ；7)將粗產品用甲醇或丙酮作為溶劑進行提純精製，提純精緻的溫度為40 50°C，經3 5次提純處理後，純度為97. 84% 99%。
全文摘要
本發明涉及過氧化丙酮四聚體的製備方法，屬於含能材料技術領域。將丙酮和過氧化氫冷卻至-2℃～5℃；然後混合均勻後滴加催化劑飽和水溶液，滴加完畢後，用保鮮膜封口，在-2～5℃條件下靜置反應48～160h；反應結束後，用-2～5℃的水反覆洗滌至中性為止，抽濾自然乾燥得到過氧化丙酮四聚體粗產品；產率為60％～72％，純度為87～92％；將粗產品用甲醇或丙酮作為溶劑進行提純精製，提純精緻的溫度為40～50℃，經3～5次提純處理後，純度為97.84％～99％。本發明的方法簡單、安全性好。
文檔編號C07D323/00GK102584782SQ20111045942
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者劉吉平, 張雷 申請人:北京理工大學