7H-三呋咱并[3,4-b:3',4'-f:3'',4''-d]氮杂环庚三烯及衍生物的合成与表征

以3,4-双(3'-氨基呋咱-4'-基)呋咱(BATF)为原料,经Caro’s acid氧化制备了3,4-双(3'-硝基呋咱-4'-基)呋咱(BNTF),收率为93%;基于BNTF分子中的NO2反应性,与水合肼、氨水等发生亲核取代、环化反应,合成了含能化合物7H-三呋咱并[3,4-b:3',4'-f:3',4'-d]氮杂环庚三烯(HTFAZ)和7-氨基-三呋咱并[3,4-b:3',4'-f:3',4'-d]氮杂环庚三烯(ATFAZ).在硝酸-醋酐体系中氧化HTFAZ得到新化合物7,7'-二(呋咱[3,4-b:3,4'-d:3',4'-f]氮杂环庚三烯)(BTFZ),采用红外光谱、核磁共振、元素分析和质谱等进行了结构表征.培养了HTFAZ单晶,X射线单晶衍射分析表明:HTFAZ晶体结构属单斜晶系,空间群为P2(1)/n,a=0.7252(15)nm,b=0.6458(14)nm,c=1.6814(4)nm,V=0.7781(3)nm3,Z=4,Dc=1.871 g·cm-3,F(000)=440,R1=0.0353,w R2=0.0895.开展了HTFAZ,ATFAZ和BTFZ的物化、爆轰性能和热性能研究,其中HTFAZ密度1.871 g·cm―3、生成焓733.7kJ·mol-1、熔点193.1℃、分解点345.1℃、爆速8416.5 m·s-1、爆压为32.9GPa;ATFAZ密度1.788 g·cm-3、生成焓831.2kJ·mol-1、熔点204~207℃、分解点323.7℃、爆速8300 m·s-1、爆压为30 GPa;BTFZ密度1.862 g·cm-3、生成焓1752.4kJ·mol-1、分解点280.2℃、爆速7924.5 m·s-1、爆压为28.42 GPa.     

2-(3’,5’-二硝基苯)-4-硝基-1,2,3-三唑-1-氧化物的合成与量子化学研究

以乙二醛、苯肼和盐酸羟胺为起始原料,经缩合和肟化反应制得肟基苯腙(1)。在硫酸铜-吡啶-水体系中,1经缩合环化得2-苯基-1,2,3-三唑-1-氧化物(2);2被混酸硝化合成了新化合物2-(3’,5’-二硝基苯)-4-硝基-1,2,3-三唑-1-氧化物(3),纯度99%,总收率45%,其结构经1H NMR,IR,MS和元素分析表征。在B3LYP/aug-cc-pVDZ基组水平上对3的结构进行了优化,获得稳定的几何构型。     

Synthesis,Crystal Structure and Thermal Decomposition of a New Energetic Potassium Salt of Bis（dinitromethyl）difurazanyl Ether

A new energetic organic potassium salt bis(dinitromethyl)difurazanyl ether potassium salt [K2(BDFE)] was synthesized, and structurally characterized by elemental analysis, IR spectra, 13 C NMR and single-crystal X-ray diffraction. K2(BDFE) crystallizes in monoclinic system, space group C2/c with a = 17.342(3), b = 12.6943(17), c = 8.0972(11), β = 110.630(2)°, V = 1668.3(4)3, Z = 4, Dc = 2.000 g/cm3, F(000) = 1000, μ = 0.675 mm-1, S = 1.058, the final R = 0.0499 and wR = 0.1452. The K ion is eight-coordinated with eight O atoms from one water molecule and four bis(dinitromethyl)difurazanyl ethers(BDFE), forming a distorted dodecahedral structure. Thermal decomposition of the title complex was studied by using DSC and TG-DTG. There are primarily two exothermic decomposition processes between 200 and 370 ℃.     

异呋咱含能化合物合成及性能研究进展

异呋咱涵盖1,3,4-噁二唑和1,2,4-噁二唑,是一类用于构成高能钝感含能材料的基本单元.此类化合物已成为含能材料领域的研究热点之一.概述了两大类异呋咱含能化合物及其含能衍生物的最新研究进展,着重探讨了异呋咱环化反应机理和构建方法,介绍了代表性异呋咱含能化合物的物化和爆轰性能,并对其发展前景进行了展望.     

1,3,5-三乙酰基六氢均三嗪的小分子法合成反应机理研究

1,3,5-三乙酰基六氢均三嗪(1,3,5-triacetyl-1,3,5-triazacyclohexane,TRAT)是高性能单质炸药黑索金的关键硝化前体.本研究以小分子三聚甲醛和乙腈为原料,浓硫酸为催化剂,合成了TRAT,产率为89%.合成并表征了N,N'-亚甲基二乙酰胺和未见报道的三乙酰基二亚甲基三胺.根据已得到的几个中间体,推测了TRAT合成反应的可能机理.     

3,3'-二硝基双呋咱醚(FOF-1)合成、晶体结构及理论研究

以二硝基呋咱(DNF)为原料,碱性条件下通过DNF分子间硝基醚化合成了3,3'-二硝基双呋咱醚(FOF-1),产率67%,采用红外光谱、核磁共振、质谱及元素分析进行了结构表征.初步探讨了硝基分子间醚化合成FOF-1反应机理,确定了分子间醚化的最佳条件.培养了FOF-1单晶,X射线单晶衍射分析结果表明:FOF-1晶体结构属正交晶系,空间群为P2(1)2(1)2(1),a=6.507(3)nm,b=7.342(4)nm,c=18.721(9)nm,α=90°,β=90°,γ=90°,Dc=1.813g·cm-3;用B3LYP方法在6-31G(d,p)基组水平上对FOF-1的结构进行了计算,得到了其稳定的几何构型和键级.在振动分析的基础上求得体系在不同温度下的热力学性质,并得到了温度对热力学性能影响的关系式.探讨了其热解机理,计算出醚键断裂时的的活化能为234.12kJ·mol-1.     

1,5-二硝基-2,4-二硝亚胺基-六氢化-1,3,5-三嗪的合成与表征

以硝基胍和甲醛为原料,在盐酸中反应得到亚甲基二硝基胍,经HNO₃/Ac₂O硝化得到1,5-二硝基-2,4-二硝亚胺基-六氢化-1,3,5-三嗪,产率为71.4%,并采用核磁共振光谱、红外光谱、质谱以及元素分析等进行了结构表征,研究了硝化剂、反应温度和反应时间等条件对硝化反应的影响。     

粒度对纳米体系化学反应热力学性质的影响

为了研究纳米粒子的粒度对化学反应热力学性质的影响规律, 以球形原子簇来模拟纳米金刚石颗粒, 用量子化学方法对粒度不同的金刚石纳米粒子与氧气反应的热力学性质进行了计算. 结果表明, 粒度对多相反应的标准摩尔反应焓△rH0m、标准摩尔反应熵△rS0m、标准摩尔反应吉布斯函数△rG0m和标准平衡常数K0均有明显的影响, 随着反应物粒径的减小, △rH0m、△rS0m和△rG0m均降低,而K0增大. 这些影响规律与实验结果基本一致.     

Kinetic Study on the Exothermic Decomposition Reaction of 2,4,6,8-Tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,1]onan-3,7-dione

Introduction 2,4,6,8-Tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,1]nonan- 3,7-dione (1) is a novel energetic cyclourea nitramine containing four —NO2 groups (Figure 1). The detona-tion velocity corresponding to =1.93 gcm-3 is 9034 ms-1. It is the potential high explosive. Its preparation,1 properties1 and hydrolytic behavior2 have been reported. Thermal behavior is one of the most important aspects of the compound in practical application. However, its kinetic parameters of thermal decomposition…     

7-氨基-6-硝基苯并二氧化噁二唑(呋咱)的合成、结构表征与性能研究

自行设计了7-氨基-6-硝基苯并二氧化噁二唑(呋咱)(ANBDF)新的合成方法,以1,3,5-三硝基-2,4-二氯苯为原料,经过叠氮化、脱氮环化得到关键中间体6-硝基苯并二氧化嗯二唑(呋咱)(NBDOF),然后利用异常亲核取代反应(VNS)在苯环上引入氨基得到目标化合物ANBDF,总收率为51.0%.中间体和目标产物均通过元素分析、核磁共振、红外光谱等进行了结构表征.优化了VNS反应条件,确定了适宜的条件为:盐酸羟胺为VNS试剂,20～40℃下反应5 h,收率70%.NBDOF与ANBDF的性能对比表明:ANBDF分子中的氨基与硝基形成的氢键,使得分子结构更加紧密,密度增加,热稳定性相当,感度显著降低,爆速提高.实验发现ANBDF没有熔点,分解过程分两步进行.