1，1－二氨基2，2－二硝基乙烯（DADE）的热化学性质、热行为和热分解机理

The constant-volume combustion energy, △cU （DADE, s, 298.15 K）, the thermal behavior, and kinetics and mechanism of the exothermic decomposition reaction of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene （DADE） have been investigated by a precise rotating bomb calorimeter, TG-DTG, DSC, rapid-scan fourier transform infrared （RSFT-IR） spectroscopy and T-jump/FTIR, respectively. The value of △cHm （DADE, s, 298.15 K） was determined as （-8518.09±4.59） j·g^-1. Its standard enthalpy of combustion, △cU （DADE, s, 298.15 K）, and standard enthalpy of formation, △fHm （DADE, s, 298.15 K） were calculated to be （-1254.00±0.68） and （- 103.98±0.73） kJ·mol^-1, respectively The kinetic parameters （the apparent activation energy Ea and pre-exponential factor A） of the first exothermic decomposition reaction in a temperature-programmed mode obtained by Kissinger＇s method and Ozawa＇s method, were Ek=344.35 kJ·mol^-1, AR= 1034.50 S^-1 and Eo=335.32 kJ·mol^-1, respectively. The critical temperatures of thermal explosion of DADE were 206.98 and 207.08 ℃ by different methods. Information was obtained on its thermolysis detected by RSFT-IR and T-jump/FTIR.     

BTATz-Pb复合物对双基和RDX-改性双基推进剂的热行为、非等温动力学及燃烧性能的影响

制备了含3,6-双(1-氢-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪(BTATz)铅复合物(LCBTATZ)的双基推进剂和改性双基推进剂. 采用热重-微商热重法(TG-DTG)及差示扫描量热法(DSC)研究了其热分解行为和非等温分解动力学并在此基础上评价了其热安全性. 结果表明, LCBTATz-DB复合物中在350-540 K之间只存在一个放热分解峰, LCBTATz-CMDB复合物中存在两个连续的放热分解峰在390-540 K温度范围内, 其机理方程分别为: f(α)=α^-1/2和f(α)=2(1-α)^3/2. 计算了热加速分解温度(T_SADT)、热爆炸临界温度(T_b)、热点火温度(T_TIT)和绝热至爆时间(t_Tlad),其值分别为: DB001复合物T_SADT=444.50 K, T_TITT=453.96 K, T_b=471.84 K; t_Tlad=39.36 s; CMDB100复合物, T_SADT=442.38 K, T_TITT=452.89 K,T_b=464.13 K,t_Tlad=21.3 s,并以此来评价化合物的热安全性. 考察了LCBTATz-DB以及LCBTATz-CMDB的燃烧性能, 结果表明LCBTATZ 是一种高效的双基燃烧催化剂, 在较大的压力范围内可以显著的提高燃速并且大幅度的降低压力指数. 对于双基推进剂在2-8 MPa压力范围内出现了明显的超燃速现象, 8-12 MPa出现了“麦撒”效应, 对于改性双基推进剂的压力指数降到0.18.     

5-氯-2-硝基苯胺合成5-氯-苯并氧化呋咱反应的密度泛函研究

利用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G(d,p)计算方法研究了次氯酸钠氧化环化5-氯-2-硝基苯胺合成5-氯-苯并氧化呋咱的反应, 采用连续介质模型(PCM)评估了溶剂效应. 提出两种可能的分步反应通道: (1)氧化、移氢、脱水和环化, (2)移氢、亚氨基氢扭转、氧化、脱水和环化|前者为优势通道. 非极性的CCl₄溶剂有较低的活化能垒, 比极性的乙醇溶剂更有利于5-氯-2-硝基苯胺的合成. 标题反应的机理类似于次氯酸钠氧化邻硝基苯胺合成苯并氧化呋咱, 但其速控步的活化能垒更低, 反应更易进行.     

多元曲线分辨等方法和红外光谱用于二硝基五亚甲基四胺的合成反应机理研究

通过红外光谱在线监测强酸催化下硝酰胺、甲醛和氨水合成二硝基五亚甲基四胺(DPT)的反应过程, 利用渐进因子分析(EFA)、直观推导式演进特征投影法(HELP)和多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)等化学计量学方法对反应过程获得的红外光谱信息进行解析, 得到了各组分纯物质的浓度变化曲线和对应的红外光谱, 并把多元曲线分辨-交替最小二乘法与直观推导式演进特征投影法的分析结果进行比较, 得出可相互验证的一致结论, 以此推测出该反应合理的反应机理. 化学计量学方法对在线红外光谱信息的分辨可以快速有效地反映DPT合成过程中各组分的浓度和红外光谱变化情况, 对其反应机理研究具有重要指导意义.     

4,6-二硝基-5,7-二氨基苯并氧化呋咱(CL-14)的合成与表征

以2,4,6-三硝基氯苯为原料, 经过叠氮化、脱氮环化和异常亲核取代氢(VNS)反应合成了4,6-二硝基-5,7-二氨基苯并氧化呋咱(CL-14), 三步总收率达到50.3%, 并采用红外光谱、核磁共振光谱、元素分析等进行了结构表征|确定了合成CL-14的最佳VNS反应条件: 以盐酸羟氨作为VNS试剂, 20～40 ℃下反应6 h, 收率达到60%(文献值53%). 研究结果表明, CL-14具有良好的感度特性和热安定性, 其撞击感度与中间产物4,6-二硝基苯并氧化呋咱(DNBF)基本相当, 而其摩擦感度远低于其DNBF|DSC和TG-DTG实验发现, CL-14仅有一个分解过程, 其分解峰温为308.52 ℃.     

3,4-二硝基呋咱的合成

以乙二醛为起始原料,常压法制备3,4-二氨基呋咱(DAF),收率56.4%,纯度98.4%.采用"一步法"氧化工艺,以50%H2O2为氧化剂,H2SO4起始浓度56.9%,于35℃反应3.5 h,由DAF合成了3,4-二硝基呋咱(DNF),收率62.5%,纯度99.8%.DNF的结构经13C NMR,IR,MS和元素分析表征.讨论了DAF氧化成DNF的反应历程.     

Kinetic Study on the Exothermic First-stage Decomposition Reaction of 2,4,8,10-Tetranitro-2,4,8,10-tetraaza- spiro[5,5]undecane-3,9-dione

Introduction 2,4,8,10-Tetranitro-2,4,8,10-tetraazaspiro[5,5]udecane- 3,9-dione is a typical cyclourea nitramine (Figure 1). Its crystal density is 1.91 gcm-3. The detonation velocity according to =1.90 gcm-3 is about 8670 ms-1. Its sensitivity to impact is better than that of cyclotrimethy- lenetrinitramine. So it is the potential high explosive. Its preparation,1-3 properties,1-3 hydrolytic behavior4 and electronic structure3 have been reported. In the present work, we report its kinetic pa…     

3,4-双取代氧化呋咱衍生物的合成、结构表征及热性能研究

以自制的偕氯肟基化合物为原料, 通过脱氯化氢、分子间二聚环化及硝化等反应合成了自行设计的8种目标化合物--3,4-二苯基氧化呋咱(1)、3,4-二(吡啶-2 -基)氧化呋咱(2)、3,4-二(吡啶-3 -基)氧化呋咱(3)、3,4-二(吡啶-4 -基)氧化呋咱(4)、3,4-二(吡嗪-2 -基)氧化呋咱(5)、3,4-二(4 -甲氧基苯-1 -基)氧化呋咱(6)、3,4-二(4 -氯苯-1 -基)氧化呋咱(7)及3,4-二(3 ,5 -二硝基苯-1 -基)氧化呋咱(8). 利用红外光谱、核磁共振、质谱、元素分析等手段对8种目标化合物进行了结构表征. 初步考察了不同取代基对二聚反应的影响, 发现取代基的吸电子能力越强, 越有利于形成氧化氰中间体结构, 目标产物收率越高|以化合物5为例, 探讨了反应温度、缚酸剂、缚酸剂浓度、反应介质等对二聚反应的影响, 确定适宜的反应条件为: 反应温度2～10 ℃, 缚酸剂选择3%～5%浓度的Na₂CO₃或KHCO₃, 反应介质为低沸点溶剂, 在此反应条件下, 化合物的收率分别为64.7%, 71.3%, 70.0%, 71.1%, 75.6%, 58.1%, 59.4%, 42.7%|利用差示扫描量热法(DSC)研究了目标化合物的热稳定性, 其中苯基取代衍生物的热稳定性较氮杂环衍生物好.     

多元曲线分辨方法和红外光谱用于奥克托今合成机理

通过红外光谱在线监测1,5-二乙酰基-3,7-二硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷（简写DADN）合成奥克托今(HMX)的反应过程,利用渐进因子分析(EFA)、多元曲线分辨 交替最小二乘法(MCR-ALS)和直观推导式演进特征投影法(HELP)等化学计量学方法对反应过程获得的光谱信息进行解析,得到了各组分浓度变化曲线和对应的红外光谱,并将MCR-ALS和HELP两种方法的分析结果进行比较,得出可相互验证的一致结论,从而推测出该反应合理的反应机理。 所得结果与文献报道吻合,表明化学计量学方法结合在线红外光谱是研究奥克托今合成机理的有效手段。     

新型高能量密度化合物3,6-双(3,5-二硝基-1,2,4-三唑-1)-1,2,4,5-四嗪-1,4-二氧化物的性能预估及合成路线设计

采用C++自编译程序及组合原理,设计并筛选出一种未见报道的新型富氮类高能量密度化合物-3,6-双(3,5.二硝基.1,2,4-三唑.1)-1,2,4,5-四嗪-1,4-二氧化物,用B3LYP法,在6-31G**基组水平上得到该化合物全优化构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱;通过键级分析得到热解引发键的键离解能(BDE);采用Monte-Carlo 方法预估了密度;设计等键等电子反应计算了生成焓;运用Kamlet-Jacobs公式预测爆速、爆压和爆热;运用Keshavarz 等推导的预估撞击感度H50的公式预测了撞击感度性能;并利用逆合成分析法设计其合成路线.结果表明:该化合物存在8个强吸收峰,校正后的热解引发键的BDE为264KJ·mol-1,稳定性较优;密度1.955 g·cm-3、生成焓901.72 kJ·mol-1、爆速9191.48 m·s-1、爆压39.32 GPa、爆热6705.15 j·g-1;撞击感度H50为55.85cm,低于黑索金(RDX)和奥克托今(HMx);以上性能均达到了高能量密度化合物的标准,且该化合物设计合成路线步骤较少、原料易得,有望得到广泛应用.