田 新, 李金山, 王 军

(中国工程物理研究院 化工材料研究所,四川 绵阳 621900)

以梯恩梯(TNT)为基的熔铸炸药由于装药工艺简单，价格便宜，又能适应各种形状药室，综合性能较好，而广泛应用于常规武器中，是当今世界上应用最为广泛的军用混合炸药[1]。

但是这类炸药存在明显的缺陷。一方面是TNT的毒性较大，在生产和应用过程中对操作人员及环境存在较大危害[2]。另一方面，在钝感弹药标准测试中不能满足要求，感度较高，在运输和使用时的安全性较差，容易发生燃烧转爆轰、炮弹膛炸、殉爆、被破片和射流引爆等，会造成弹药发射平台的毁坏和士兵伤亡。因此各国都致力于发展高能低感满足熔铸要求的单质或混合炸药，以期能够代替TNT作为熔铸炸药的载体。3,4-二硝基吡唑(3)符合作为熔铸炸药载体的基本条件，是一种潜在的TNT替代物[3]。

本文以吡唑为起始原料，经硝化、重排、硝化三步反应合成了3(Scheme 1),其结构经1H NMR和IR确证。并对第三步硝化反应条件进行了优化，单步收率41%。

Scheme1

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

Büchi B-545熔点仪(温度未校正);Varian INOVA-400 MHz核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂，TMS为内标);Nicolet 800型傅立叶红外光谱仪(KBr压片)。

吡唑，硝酸和硫酸，工业品;其余所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1)N-硝基吡唑(1)的合成

在反应瓶中加入吡唑10 g(150 mmol)和乙酸20 mL,搅拌使其完全溶解，缓慢滴加发烟硝酸8 mL,滴毕，再滴加乙酸酐25 mL，于室温反应1 h。倒入冰水(100 mL)中(析出白色固体),过滤,滤饼用冰水洗涤，真空干燥得白色晶体18.7 g,收率87%, m.p.92.8℃(93 ℃[4]);1H NMRδ: 8.74(d, 5-H), 7.81(s, 3-H), 6.69(m, 4-H); IRν: 3 123(C-H), 1 618(NO2), 1 289(NO2) cm-1。

(2) 3-硝基吡唑(2)的合成

在反应瓶中加入15 g(44 mmol)的苯甲腈(50 mL)溶液,搅拌下于180 ℃反应3 h。……