过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (10): 1075-1087.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225014
范思绮1,2, 王桂龙2,3*, 冯鑫2,3, 段晓霞2,3, 陈杰2,3, 杜军1*, 杨超2,3, 詹发禄4
Siqi FAN1,2, Guilong WANG2,3*, Xin FENG2,3, Xiaoxia DUAN2,3, Jie CHEN2,3, Jun DU1*, #br# Chao YANG2,3, Falu ZHAN4
摘要: 3,6-二(3,5-二甲基吡唑-1-基)-1,2-二氢-1,2,4,5-四嗪(DHBT)是合成四嗪类含能材料的前体化合物。本研究以自制三氨基胍盐酸盐为原料,与乙酰丙酮通过成环反应制备DHBT。使用新建立的高效液相色谱方法定量分析该反应的动力学过程,表征反应过程中产生的中间体1,1'-(3,5-二甲基-吡唑-1基)-烯胺肼,并基于该中间体提出DHBT关环反应机理。随后对间歇釜式合成DHBT的反应条件进行优化,探究反应器类型、搅拌方式、反应物浓度配比、反应温度和溶剂种类对DHBT收率的影响。结果表明,在采用带内挡板的250 mL玻璃夹套釜和斜叶搅拌桨,转速400 r/min,反应体系中加入5.0倍原料质量的去离子水与2.0倍原料摩尔量的乙酰丙酮,并在70℃下反应2 h的条件下,DHBT的实际收率达77.5%,产品纯度为96.3%。在该优选条件基础上,进一步完成480 g级放大合成,收率达到72.9%。动力学研究显示,反应决速步为中间体向产品的转化过程,对70~90℃下以中间体为起点的环化过程分析表明,该反应遵循二级反应动力学,表观活化能Ea=112.66 kJ/mol,指前因子A=1.64×1018 mol/(L?min),线性相关系数R2=0.9967。此外,结合反应量热仪对反应过程进行量热测试,测得化学反应焓变?rHm=364.03 kJ/mol。