四唑及其衍生物的理论研究：II.一氯代四唑负离子的从头算

用从头计算法，取６－３１Ｇ基组，在ＭＰ２水平上，计算研究了１Ｈ－和２Ｈ－四唑一氯取代物三种负离子的全优化几何构型和电子结构，比较讨论了它们的芳香性和稳定性，发现三者均取平面构型，其芳香性和稳定性次序为５－氯四唑负离子〉２－氯四唑负离子〉１－氯四唑负离子，预示了形成金属配俣物时５－氯四唑作为配体的重要性和配位方式。     

高氮化合物及其含能材料

高氮含能化合物及其含能材料是新型含能材料领域的研究热点之一。相比于传统的含能材料,高氮含能材料具有很多优异或独特的理化性能和爆轰性能。本文综述了新型高氮化合物及其含能材料的研究进展,介绍了国内外近十年来众多研究小组的相关工作,重点阐述了四嗪、四唑和呋咱3大类高氮含能化合物的合成、性能及应用研究进展。结合作者的研究工作,进一步探讨了高氮含能化合物在钝感高能炸药、推进剂和新型气体发生剂等含能材料领域中的应用前景。     

可作起爆药的四唑金属含能配合物的合成及性能研究概况

含能金属配合物在国防领域具有重要意义和良好的应用前景,国内外对四唑类高氮金属含能配合物在用作起爆药方面的研究仍处于初步研究阶段。为了提高起爆药的使用性能和安全性,有必要了解先进高氮金属含能配合物的研究进展,以四唑衍生物为配体的配合物(尤其是5R-四唑阴离子为配体的含能配合物),有望在起爆药方面得到很好的发展,了解它们的合成和性能研究情况,挖掘其在含能材料特别是起爆药领域的应用潜力,有利于进一步探讨其结构与性能。     

5-硝基-2H-四唑的合成、反应性及产物晶体结构的研究

5-氨基四唑(1)经过重氮化反应得到5-硝基四唑(5),5与甲醛反应得到2-羟甲基-5-硝基四唑(6),6与HCl或HBr反应分别得到5-5氯代四唑(7)和5-溴代四唑(8),采用MS,IR,1H NMR,13C NMR等技术对这些化合物进行了表征.用X射线单晶衍射法测定了化合物5-硝基四唑钠(4),5和6的晶体结构.化合物4属于三斜晶系,P-1空间群;化合物5和6均属于单斜晶系,P21空间群,化合物6的晶胞参数a=0.66131(18)nm,b=0.54905(15)nm,c=0.7566(2)nm,Z=2,V=0.27470(13)nm3,Dc=1.754g/cm3,F(000)=128,μ=0.160mm-1.     

5-硝基-2H-四唑的合成、反应性及产物晶体结构的研究

5-氨基四唑(1)经过重氮化反应得到5-硝基四唑(5), 5与甲醛反应得到2-羟甲基-5-硝基四唑(6), 6与HCl或HBr反应分别得到5-5氯代四唑(7)和5-溴代四唑(8), 采用MS, IR, ¹H NMR, ¹³C NMR等技术对这些化合物进行了表征. 用X射线单晶衍射法测定了化合物5-硝基四唑钠(4), 5和6的晶体结构. 化合物4属于三斜晶系, P-1空间群; 化合物 5和6均属于单斜晶系, P2₁空间群, 化合物6的晶胞参数a＝0.66131(18) nm, b＝0.54905(15) nm, c＝0.7566(2) nm, Z＝2, V＝0.27470(13) nm³, D_c＝1.754 g/cm³, F(000)＝128, μ＝0.160 mm^－1.     

5-硝基-1-氢-四唑分子热分解反应机理的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论研究了5-硝基-1-氢-四唑分子热分解的反应机理。首先用 B3LYP/6-31G（d）方法优化反应中反应物、过渡态、中间体以及产物的几何构型， 通过振动分析得到零点能校正值并确认反应的过渡态。此外，对各个构型作了 CCSD（T）/6-31G（d,p）水平下的单点计算。报道了三条可能的反应途径，即直接 开环途径和质子转移途径；其中N（1）-N（2）键断裂直接开环的机理与文献报道 一致；而涉及质子转移的反应途径则是一个新的发现；另一条关于N（4）-C（5） 键断裂直接开环的途径由于能垒较高，因此发生的几率较小。     

多叠氮基三唑类高氮化合物的合成与晶体结构

2,5,2'-三氯-1,1'-偶氮-1,3,4-三唑(1)与叠氮化钠反应首次合成含有多叠氮和四氮烯(N—N＝N—N)结构的高氮化合物2,5,2'-三叠氮-1,1'-偶氮-1,3,4-三唑(3). 在相同条件, 2,5,2',5'-四氯-1,1'-偶氮-1,3,4-三唑(2)与叠氮化钠反应没有得到2,5,2',5'-四叠氮-1,1'-偶氮-1,3,4-三唑(b), 而是得到其分解产物3,5-二叠氮基-1,2,4-三唑(4). 用X 射线单晶衍射测定了化合物3和4的晶体结构. 晶体2b通过分子间氢键的相互作用形成具有9元环的三聚体,并由于三唑环共轭体系使氮上的H原子具有酸性,从而导致互变现象发生.     

三硝基间苯三酚5-氨基四唑盐的晶体结构及热分解

制备得到标题化合物并对其进行了元素分析与红外光谱分析. 用X射线衍射方法测得其晶体结构属于正交晶系, 空间群Pbca, 晶胞参数a=0.6624(2) nm, b=1.7933(4) nm, c=2.3117(5) nm, V=2.7458(9) nm3, Z=4, Dc=1.849 g·cm-3. 其分子式可写作(ATZ)TNPG·2H2O. 5-氨基四唑阳离子(ATZ+)和三硝基间苯三酚阴离子(TNPG-)通过氢键在b轴和c轴方向上联成二维层面, 然后在a轴方向通过不同层中的水分子之间的氢键联接起来. 用差示扫描量热法(DSC), TG-DTG结合傅立叶变换红外光谱(FT-IR)分析了其热分解过程. 在氮气气氛下用10 ℃·min-1的升温速率测定发现,该化合物经历一个峰温为76 ℃的吸热过程及一个峰温为203 ℃的放热过程. 前者为脱除结晶水的过程, 后者为产物中的TNPG-与ATZ+的热分解过程, 放热的焓变为-212.10 kJ·mol-1. 对该过程估算动力学参数: 采用Kissinger法得活化能E=132.1 kJ·mol-1, ln (A/s-1)=12.54, r=0.9990; 采用Ozawa-Doyle法得E=133.1 kJ·mol-1, r=0.9992.     

硝基唑类含能化合物的合成研究进展

硝基唑类化合物在含能材料领域中应用较为广泛.按直接硝化、间接硝化、硝基重排、其他方法将硝化方法进行分类,综述了吡唑、咪唑、三唑及四唑硝基衍生物的合成,并介绍了一些重要硝基唑类含能化合物的特性及主要应用.     

偶氮四唑三氨基胍盐的合成

以5-氨基四唑(5-AT)为起始原料经过两步反应合成了偶氮四唑类高氮含能化合物--偶氮四唑三氨基胍盐(TAGZT).第一步反应,在氢氧化钠水溶液中5-AT被高锰酸钾氧化生成偶氮四唑钠盐五水化合物(SZT·5H2O),产率75.6%;第二步反应,SZT·5H2O在水溶液中与三氨基胍硝酸盐发生离子置换反应得TAGZT,产率73.3%(m.p.196 ℃～197 ℃),其结构经1H NMR, 13C NMR, FT-IR和元素分析表征.     

1-(Azidomethyl)-5H-Tetrazole: A Powerful New Ligand for Highly Energetic Coordination Compounds

Highly energetic 1-(azidomethyl)-5H-tetrazole (AzMT, 3 ) has been synthesized and characterized. This completes the series of 1-(azidoalkyl)-5H-tetrazoles represented by 1-(azidoethyl)-5H-tetrazole (AET) and 1-(azidopropyl)-5H-tetrazole (APT). AzMT was thoroughly analyzed by single-crystal X-ray diffraction experiments, elemental analysis, IR spectroscopy and multinuclear (¹H, ¹³C, ¹⁴N, ¹⁵N) NMR measurements. Several energetic coordination compounds (ECCs) of 3d metals (Mn, Fe, Cu, Zn) and silver in combination with anions such as (per)chlorate, mono- and dihydroxy-trinitrophenolate were prepared, giving insight into the coordination behavior of AzMT as a ligand. The synthesized ECCs were also analyzed by X-ray diffraction experiments, elemental analysis, and IR spectroscopy. Differential thermal analysis for all compounds was conducted, and the sensitivity towards external stimuli (impact, friction, and ESD) was measured. Due to the high enthalpy of formation of AzMT (+654.5 kJ mol⁻¹), some of the resulting coordination compounds are extremely sensitive, yet are able to undergo deflagration-to-detonation transition (DDT) and initiate pentaerythritol tetranitrate (PETN). Therefore, they are to be ranked as primary explosives.     

C8N26H4: An Environmentally Friendly Primary Explosive with High Heat of Formation

The synthesis and characterization of the metal‐free polyazido compounds 3,6‐bis‐(2‐(4,6‐diazido‐1,3,5‐triazin‐2‐yl)‐hydrazinyl)‐1,2,4,5‐tetrazine ( 2 ) and 3,6‐bis‐(2‐(4,6‐diazido‐1,3,5‐triazin‐2‐yl)‐diazenyl)‐1,2,4,5‐tetrazine ( 4 ) are presented. Two compounds were characterized by NMR spectra, IR spectroscopy, mass spectrometry, and differential scanning calorimetry (DSC). Additionally, the structure of 2 was confirmed by single‐crystal X‐ray diffraction. Compounds 2 and 4 exhibit measured densities (1.755 g cm^?3 and 1.763 g cm^?3), good thermal stabilities (194 °C and 189 °C), high heat of formation (2114 kJ mol^?1 and 2820 kJ mol^?1), and excellent detonation performance (D, 8365 m s^?1 and 8602 m s^?1; P, 26.8 GPa and 29.4 GPa). Furthermore, compounds 2 and 4 have been tested for their priming ability to detonate RDX. The results indicate that the title compound 2 is a potential environmentally friendly alternative candidate to lead‐based primary explosives.     

反相高效液相色谱法测定离子液体及其中的高沸点有机物

建立了反相键合相液相色谱分析离子液体咪唑类离子液体[bmim]PF6[、bmim]BF4、吡啶类离子液体[bupy]BF4的纯度及其中高沸点有机物的方法.以缓冲溶液控制流动相pH值,显著改善了峰形.保留时间定性,外标法定量.     

高速逆流色谱分离同分异构体

应用高速逆流色谱法对同分异构体的分离纯化进行研究。实验结果表明,以正己烷-乙酸乙酯-水(体积比为1∶10∶10)为两相溶剂系统,上相为固定相,下相为流动相,进行二次高速逆流色谱分离,可从茶多酚中分离出g级的儿茶素同分异构体——(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和(-)-没食子儿茶素没食子酸酯(GCG),其高效液相色谱纯度均在98%以上。选择四氯化碳-氯仿-甲醇-水(体积比为7∶3∶7∶3)为溶剂系统,下相为固定相,上相为流动相,经一次高速逆流色谱即可将药物中间体溴代苯胺同分异构体进行有效的分离。     

氨基噻唑类化合物的合成

三溴氧磷与2,4-噻唑烷二酮反应制得2,4-二溴噻唑(1);1与含氮化合物经胺化反应合成了一系列氨基噻唑类化合物,其结构经1H NMR确证。     

Disubstituted Azidotetrazoles as Energetic Compounds

Base‐catalyzed activation of the C? F bond in the trifluoromethylazo‐substituted cyclic and acyclic alkanes provides a route to disubstituted azidotetrazoles. For example, the reaction of 1,2‐bis(trifluoromethylazo)ethane with four equivalents of NaN₃ gave the alkyl‐bridged bis(5‐azido‐1H‐tetrazol‐1‐yl)‐1,2‐dimine, N,N′‐bis(5‐azido‐1H‐tetrazol‐1‐yl)‐1,2‐diiminoethane, in 75 % yield (see scheme).

     

High Pressure Liquid Chromatography of Selected Sulfur Compounds

Abstract

High pressure liquid chromatography was used to separate and determine quantitatively the following groups of sulfur compounds: thiols, sulfides, disulfides, sulfones, isothiocyanates, thioamides, and thioureas. Amperometric and UV detectors were compared; for thiols, thioureas, isothiocyanates, and thioamides, the former was generally more sensitive. With the exception of alkyl and cycloalkyl sulfides, the liquid chromatographic method can be used for the analysis of the investigated sulfur compounds below the ppm range. The method developed was compared to gas chromatography with flame photometric detection. The latter was found to be superior for the analysis of alkyl and cycloalkyl thiols, sulfides and disulfides of molecular weight below 200, whereas the former was more suitable for the analysis of aromatic thiols, sulfides and disulfides, as well as thioamides, isothiocyanates, and thioureas. Both methods were equivalent for the analysis of aromatic sulfones.     

手性叠氮呋喃酮及其三唑类化合物的合成

合成了手性叠氮2(5H)-呋喃酮化合物(3a～3d);3b与含活泼亚甲基化合物发生偶极环加成反应,合成了带手性丁烯内酯的1,2,3-三唑化合物(8b和8b)。3,7和8的结构经1HNMR,13CNMR,IR和HR-MS表征。探讨了合成反应的机理。