5-55  TEX的合成及性能

徐  容  曾贵玉  周小清

TEX是典型的笼形炸药，密度1.99 g×cm^-3，标准条件下摩擦感度8%，撞击感度44%，爆轰性能良好，计算爆速D=8 170 m×s^-1，爆压p_cj=31.4 GPa，真空安定性实验表明TEX具有很好的热安定性能，在许多性能上与TATB相似。因此，TEX是一种综合性能非常优良的单质炸药。从长远看，TEX的高爆轰性能和较为钝感，使其在浇铸和压装炸药中具有很重要的潜在应用价值。

用廉价、易得的乙二醛和甲酰胺为原材料，经二步法合成可得到钝感高能炸药TEX。

由乙二醛与甲酰胺合成1, 4-二甲醛-2, 3, 5, 6-四羟基哌嗪（THDFP）的反应属于醛胺缩合反应，一种碱催化反应。反应时用NaHCO₃保持反应体系呈弱碱性，以避免生成副产物。THDFP的产率68.1%，产物熔程为186.6~292.3 ℃，开始熔解时即碳化。元素分析（%）：C₆H₁₀N₂O₆理论值为C: 34.95，H: 4.85，N: 13.59；实测值为C: 34.57，H: 4.92，N: 13.04。FTIR（KBr压片，cm^-1）：938，698，658，606，544，（文献值为950，699，662，609，549），MS（m/z）：74，58，45，29。

THDFP在浓硫酸作用下，利用DFTHP分解释放的乙二醛与DFTHP缩合成环，生成4,10-二醛基-2, 6, 8, 12-四氧-4, 10-二氮杂环[5.50.05, 903, 11]十二烷，再在浓硝酸作用下，将两个醛基硝化成硝基而制得目的产物TEX，纯度为99.5%，收率为51.1%。比Hajik等人报道的得率高17%。元素分析（%）：C₆H₆N₄O₈理论值为C：27.70，H：2.29，N：21.30；实测值为C：27.40，H：2.30，N：20.84。FTIR（KBr压片，cm^-1）：1594，1287，1251，1054，899¹，873（文献值为1590，1285，1250，1050，900，875）。¹HNMR（DMSO d₆）：d 6.98（S，4H），d 5.96（S，2H），¹³CNMR（DMSO d₆）：102.84，d 82.81，（文献值为H NMR（DMSO-d₆）：d 7.08（S，4H），d 5.95（S，2H）；¹³C NMR（DMSO-d₆）：d 102.65，d 82.63）。MS（m/z）：263（M⁺），216，170，115，87，46。

TEX的总产率为34.8%。其中由DFTHP合成TEX的过程中，由于是利用DFTHP分解放出的乙二醛使笼形化合物形成，温度过高，将使乙二醛挥发，导致得率降低，因此所报道的得率都较低（34%）。将加料温度控制在45~50 ℃，加料完毕后再继续升温，减少了DFTHP的分解及乙二醛的挥发，得到了较高的得率（51%），且纯度也很高（99.5%）。

测试了合成TEX的DTA，DSC，5 s爆发点和1 000 s临界温度及撞击感度和摩擦感度，结果表明，TEX的热性能比HMX的好，比HMX钝感，因此TEX是一种高能低感炸药，应对其配方及性能作进行研究，以研究出感度低、能量高于现用的HMX的新配方。