TATB基PBX结合能和力学性能的理论研究

以SCF-MO-AM1方法和MM-COMPASS力场, 对TATB (1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯)与系列高聚物组成的PBX(高聚物粘结炸药)尺寸匹配原子簇, 分别进行全优化几何构型计算, 发现两种方法求得的结合能存在良好的线性关系. 对TATB (3×3×4)超晶胞及其与系列氟聚物组成的双组分PBX, 实施COMPASS力场下的分子动力学(MD)周期性模拟计算, 首次求得其弹性系数、模量和泊松比, 发现添加少量高聚物即能有效改善炸药的力学性能.     

TATB基PBX结合能的分子动力学模拟

用分子动力学（MD）方法, 模拟计算了四种氟聚合物(聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、氟橡胶（F₂₃₁₁)、氟树脂(F₂₃₁₄))与TATB(1,3,5- 三氨基- 2,4,6- 三硝基苯)晶体的相互作用. 结果发现, 四种氟聚物与TATB的结合能大小排序为PVDF>F₂₃₁₁>F₂₃₁₄>PCTFE, 各氟聚物在TATB不同晶面上的结合能大小排序为(001)>(010)>(100), 结合能主要由分子间氢键决定.     

分子动力学模拟浓度和温度对TATB/PCTFE PBX力学性能的影响

为探讨高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive, PBX)的力学性能随温度和高聚物浓度而变化的规律, 用分子动力学(MD)方法和compass力场, 对著名高能炸药1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)与常用高聚物粘结剂聚三氟氯乙烯(PCTFE)所构成的TATB/PCTFE PBX进行模拟计算. 结果表明, 在一定范围内, 随高聚物浓度的增加, PBX的弹性系数和模量减小, 表明其刚性减小、弹性增加; 而随温度的升高, PBX的刚性减小、弹性增强. 还发现PBX的结合能随浓度增高而增大, 随温度升高而减小.     

PETN基PBX结合能和力学性能的理论研究

PETN(季戊四醇四硝酸酯)是著名的硝酸酯类猛炸药,用量子力学(QM)、分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法,计算模拟其与高聚物组成的PBX(高聚物粘结炸药)的结合能和力学性能.以AM1-MO法和MM方法取PETN与系列高聚物的尺寸匹配原子簇模型,经几何全优化计算,发现两种方法求得的结合能彼此线性相关.对PETN超晶胞及其与系列氟聚物组成的双组分PBX,实施COMPASS力场下的分子动力学(MD)周期性模拟,求得其弹性系数、拉伸模量、体模量、剪切模量和泊松比,发现添加少量高聚物确能有效改善炸药的力学性能.     

噻吩甲酰三氟丙酮合铈(Ⅳ)的晶体结构和分子结构

3-(2′-噻吩甲酰)-1,1,1-三氟丙酮(HTTA)与铈(Ⅳ)形成Ce(TTA)₄配合物.本文报道其实验及测定结果.晶格属正交晶系,空间群Pc2₁b,晶体学常数a=10.699(2),b=17.436(5),c=20.680(2)Å.V=3847.1ų,Z=4,F(000)=1736,D_c=1.77g·cm^-3,.M_r=1028.82,μ=15.20cm^-1.CAD4衍射仪,Mo-Kα射线收集数据.结构由重原子法解出,全矩阵最小二乘法修正,各向同性热参数.偏离因子R=0.148.晶体中每个铈原子与四个TTA中的八个氧原子配位,其配位多面体为扭曲的四方反棱柱,铈(Ⅳ)处于四方反棱柱体的中心,Ce-O平均键长2.333Å,O-Ce-O平均键角70.5°,晶体中部分噻吩环与三氟甲基处于无序状态.     

NTO镉(Ⅱ)配合物的合成、结构及量子化学研究

通过3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)与碳酸镉反应, 合成了标题配合物[Cd(NTO)₄Cd(H₂O)6]·4H₂O. 其结构用单晶分析法测定. 所得晶体学参数为a = 2.1229(3), b = 0.6261(8), c = 2.1165(3) nm, β = 90.602(3)°, V = 2.977(6) nm³, Z = 4, D_c = 2.055 g·cm^-3, μ = 15.45 cm^-1, F(000) = 1824; 晶体属单斜晶系, 空间群为C2/c, 由2523个F₀ > 4σ(F₀)的可观察衍射点用于结构解析和修正, 数据经吸收修正, 并经Lp因子校正. 最终偏离因子R = 0.0282, wR = 0.0792. 晶体测定结果表明, 在一个晶胞中存在两种类型的配位金属镉原子, 它们分别与4个NTO负离子和6个水分子配位, 形成以Cd原子为中心的四面体和四方双锥结构的双核配合物. 根据实验构型运用SCF-PM3-MO方法计算了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)的镉配合物的电子结构, 计算结果表明, 当[Cd(NTO)₄Cd(H₂O)₆]·4H₂O加热至分解时, 最先失去吸附水, 其次是配位水, 当加热至NTO^-分解时, 硝基首先失去. 从定域分子轨道能级和组成可知, 2个Cd²⁺都主要以5S AO轨道进行配位成键.     

新型含三氟甲基八羟基喹啉锌配合物的合成及紫外、荧光性质研究

设计合成了含三氟甲基8-羟基喹啉衍生物配体(E)-2-[2-(2-三氟甲基苯基)乙烯基]-8-羟基喹啉(4)及其相应的锌配合物5,产物经¹H NMR,IR,MS和元素分析进行了结构表征。利用X射线单晶衍射仪测定了配体L(4)的单晶结构,发现其具有独特的螺旋形结构。通过核磁滴定以及紫外和荧光滴定模拟了配体L(4)在溶液中与金属锌的配位过程,荧光光谱显示在甲醇溶液中配体的λ_max=474 nm(蓝色),配合物的λ_max=601 nm(橙黄色)。同时测定了配体和配合物的固体荧光寿命,两者的荧光寿命分别为15.6 ms和18.1 ms。     

Rh(PPh3)3Cl/有机融盐催化烯烃硅氢加成反应

研究了Rh(PPh₃)₃Cl/二烷基咪唑六氟磷酸盐或烷基吡啶六氟磷酸盐催化三乙基氢硅烷与烯烃的硅氢加成反应. 实验结果表明, 二烷基咪唑六氟磷酸盐或烷基吡啶六氟磷酸盐的存在既有利于提高加成反应的转化率和β加成物的选择性, 又有利于反应结束后产物与催化剂的分离. C₁₆PyPF₆作为催化剂的载体, Rh(PPh₃)₃Cl催化苯乙烯与三乙基氢硅烷加成反应的转化率为95.7%, β加成物的选择性为87.8%, α加成物的选择性为0.001%, 脱氢加成产物的选择性为9.2%. 同时, 此催化剂重复使用7次以后仍具有较高的活性.     

HMX晶体和HMX/F2311 PBXs力学性能的MD模拟研究

用分子动力学方法, 在295 K NVT系综和COMPASS力场下, 对环四甲撑四硝胺(HMX)晶体和F₂₃₁₁沿HMX (001), (010)和(100)晶面所构成PBXs模型的力学性能进行模拟研究. 结果表明, 加入F₂₃₁₁降低了HMX的刚性, 增强了它的延展性. 在HMX (100)面上添加F₂₃₁₁对提高体系的延展性较显著. 为考察温度对力学性能的影响及其机理, 在245～445 K范围完成对HMX (100)/F₂₃₁₁ PBX的MD模拟. 力学分析表明, 随温度增加HMX (100)/F₂₃₁₁的延展性呈抛物线变化规律, 归因于F₂₃₁₁分子链的运动及其构象随温度的变化.     

由基-Mn(Ⅱ)链状配合物的合成、晶体结构和磁性研究

报道了一个由叠氮和羧基混桥联接的自由基-Mn(Ⅱ)一维锯齿链状配合物: [Mn₂(IM2-Py)₂(Ac)₂(μ_1,1-N₃)(μ₁,3-N_3m)·EtOH]_n[IM2-Py = 2-(2′-吡啶基)4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-氧基自由基]的合成、晶体结构和磁性. 晶体属单斜晶系, P2₁/n空间群. 配合物中每个Mn(Ⅱ)离子处于变形八面体的配位环境, 赤道平面由自由基配体上的两个N原子和两个乙酸根上的氧原子组成; μ_1,1-N₃和μ_1,3-N₃中的两个N原子处于轴向位置. Mn(Ⅱ)离子通过μ_1,1-N₃上的N原子以及两个羧基彼此相连构成了一个双Mn单元, 每个双锰单元通过N-3(μ_1,3)连成一维锯齿状链. 配合物依次通过配位键、π-π相互作用、氢键构成了三维网状结构. 文中提出一种处理具有三种不同磁相互作用的新的近似理论模型, 磁分析表明体系中Mn(Ⅱ)和自由基间存在较强的反铁磁相互作用, Mn-R与Mn-R之间存在弱的反铁磁相互作用, 双锰单元间存在极弱的反铁磁相互作用.     

N-(3-甲吡啶-2)-亚胺甲基-1-(3-甲吡啶-2)腙的Ce(NO3)3配合物的合成与晶体结构

3,6-二(3-甲吡啶-2)-s-四嗪(DMPTZ,Ⅱ)和Ce(NO₃)_3.6H₂O反应生成了一个新的配体L: N-(3-甲吡啶-2)-亚胺甲基-1-(3-甲吡啶-2)腙和一个新的单核配合物[Ce(L)(NO₃)₂(H₂O)₃].NO₃ (Ⅲ). 用IR和X单晶衍射对化合物Ⅲ的单晶进行了分析. 该晶体属三斜晶系, 空间群为P-1, a = 7.133(4), b = 11.139(2), c = 14.572(3)Å, α= 102.13(2), β=99.81(3), γ=91.10(3), Z = 2, V = 1113.6(7) nm³, μ=2.123 mm^-1, F(000)=630. 结果表明, 中心原子Ce³⁺具有十配位, 其中配体L是三齿配, 提供了三个配位N原子, 且Ce与三个配位N原子在同一平面; 在平面骨架的上方有三分子的H₂O参与配位, 提供了三个配位O原子; 在下方有两个NO₃^-参与配位, NO₃^-是双齿配位, 提供了四个配位O原子, 且这四个O原子不在同一个平面上. 对DMPTZ在Ce(Ⅲ)的条件下的分解机理进行了简要的讨论.     

(NH4)2(15-crown-5)3[Cu(mnt)2]及(NH4)2(benze-15-crown-5)4[Cu(mnt)2] ∙0.5H2O配合物单晶的结构和电子顺磁共振

用X射线衍射法测定了配合物(NH₄)₂(15-crown-5)₃[Cu(mnt)₂](1)及(NH₄)₂(benze-15-crown-5)₄[Cu(mnt)₂] ∙0.5H₂O(2)的晶体结构, 两种配合物单晶分别由不同结构的冠醚超分子阳离子与[Cu(mnt)₂]^2-阴离子组成, 配合物1呈三层夹心(triple-decker)双阳离子结构, 配合物2的阳离子为三明治二聚物结构. 两种配合物在X波段、室温下作了单晶电子顺磁共振(EPR)研究, 配合物1没有检测到超精细结构, 配合物2的EPR谱显示出Cu磁性核引起的超精细结构. 用适于求非同轴的g和A张量的最小二乘法拟合技术严格计算了g张量和A张量的主值及其主轴的方向余弦, 并计算了配合物2的Cu(Ⅱ)上的电子自旋密度分布, 结果与用密度泛函理论(DFT)计算的值吻合.     

2,4-双(3,5-二甲基吡唑)-6-甲氧基均三嗪及其镍锌配合物的合成与晶体结构

通过三聚氯氰的甲氧基化、肼基化及与乙酰丙酮的缩合这种新的简单、通用的方法合成了2,4-双(3,5-二甲基吡唑)-6-甲氧基均三嗪(bpt),在甲醇溶液中与Ni(ClO₄)₂·6H₂O,Zn(ClO₄)₂·6H₂O作用,分别得到了单核二元镍配合物[Ni(bpt)₂](ClO₄)₂·H₂O和三元锌配合物[Zn(mpt)₂(dmp)](ClO₄)₂(mpt=2,4-二甲氧基-6-(3,5-二甲基吡唑)均三嗪,dmp=3,5-二甲基吡唑).mpt和dmp为bpt在Zn²⁺作用下的醇解产物,提出了该反应的可能机制.用X射线衍射法测定了配体的水合高氯酸盐[Hbpt·H₂O·ClO₄]及镍锌配合物的晶体结构.[Hbpt·H₂O·ClO₄]中质子位于一侧吡唑环的2-位N上,Hbpt呈共面cis-cis构型,以锯齿状排列成层状结构,层间依靠非质子化吡唑环间的p-p重叠连接.[Ni(bpt)₂](ClO₄)₂·H₂O中bpt以三齿径向方式与Ni配位,[Ni(bpt)₂]²⁺配阳离子呈压扁的八面体构型,4个吡唑氮原子构成赤道平面,2个均三嗪氮原子占据轴向顶点.[Zn(mpt)₂(dmp)](ClO₄)₂中Zn²⁺离子为五配位的三角双锥的配位构型,均三嗪及dmp的3个氮原子位于赤道平面,mpt的2个吡唑氮原子位于轴向位置.     

2,6-二乙酰吡啶类双希夫碱配合物的合成和研究 Ⅱ.Cu(Ⅱ)配合物的合成和研究

合成了五个2,6-二乙酰吡啶缩肼基硫代甲酸酯双希夫碱合铜(Ⅱ)配合物,用元素分析、磁化率、红外光谱及紫外-可见光谱等对它们进行了表征,研究了配合物的电化学性质和Cu₃L₂²X₂(X=Cl^-、SCN^-)的光电子能谱。结果表明:五个Cu(Ⅱ)配合物均为三核配合物,在Cu₃L₂²(SCN)₂中存在Cu(Ⅱ)间的自旋-交换作用。     

3,5-二硝基苯甲酸镉配合物的合成、晶体结构、热稳定性和荧光性质

以3,5-二硝基苯甲酸,咪唑为配体,合成了新化合物[Cd(H₂O)₂(DNBA)(Im)₂](DNBA)·H₂O,(DNBA=3,5-二硝基苯甲酸阴离子)。该配合物属正交晶系,空间群为Ccc2,晶胞参数:a=1.324 99(4) nm,b=1.516 01(5) nm,c=2.789 22(8) nm;V=5.602 7(3) nm³,D_c=1.719 g·cm^-3,Z=8,μ=0.866 mm^-1,F(000)=2 912,最终偏离因子R₁=0.058 3,wR₂=0.146 4。该配合物中包含两个单核镉(Ⅱ)配合物,且配合物中还包含未配位的3,5-二硝基苯甲酸,金属中心均是六配位变形八面体结构。并测定和研究了标题化合物的热重和荧光性能。     

双冠醚研究 Ⅷ. 席夫碱型双冠醚苦味酸铷配合物的合成及其晶体结构

本文合成了间亚苯基桥接的席夫碱型双-(苯并15-冠-5)苦味酸铷配合物以及测定了其晶体结构.实验证明该晶体属单斜晶系,P2₁/n空间群,晶胞参数:a=19.3049(49)Å,b=20.4544(39)Å,c=25.4375(75)Å,β=107.925(21)°,V=9556.90ų,F(000)=4175.41(e),Dc=1.455g/cm³.对8172个可观测反射精修所有的结构参数,最后偏离因子R=0.0781.此双冠醚以反-反式构型与Rb⁺离子形成4:2(冠醚单元:阳离子)分子间夹心结构配合物,Rb₁和Rb₂分别与两个双冠醚分子中不同取向的醚环的十个氧原子配位.Rb-O平均键长为2.986和2.998Å,并与席夫碱型双冠醚苦味酸钾配合物进行比较.     

镍(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、铅(Ⅱ)和银(Ⅰ)与2,5-噻吩二甲醛希夫碱配合物的合成及研究

以2,5-噻吩二甲醛与一系列对位取代的邻氨基苯酚(o-NH₂-p-R-C₆H₄OH,R=-C(CH₃)₃、-H、-Cl、-NO₂),经缩合所得到的希夫碱为配体,合成了Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)的配合物,通过元素分析、差热-热重分析、摩尔电导、磁化率、红外和紫外-可见光谱以及乙醇溶液中Pb(Ⅱ)配合物表观稳定常数的测定,研究了配合物的组成、结构和性质.     

希土与芳香胺及其氮氧化物形成配合物的研究 X.镧系元素高氯酸盐与2,2''-二喹啉甲烷固态配合物的合成及性质

本文报道了除钜以外的镧系元素高氯酸盐与2,2′-二喹啉甲烷(Biqm)所形成的新型固体配合物Ln(Biqm)₂(ClO₄)₃·nH₂O(n=0～4)的合成方法,以及通过元素分析、红外光谱、紫外光谱、差热-热重分析、X射线物相分析和电导测定等手段,对配合物的组成和性质所进行的研究结果,推测该类配合物的结构式为:[Ln(Biqm)₂ClO₄]·(ClO₄)₂·nH₂O。     

氮杂冠醚及其Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ag(Ⅰ)配合物的合成及性质研究

用直接合成法合成了一种新配体-1,7-N,N′-二(邻氨基苯基)-1,7-二氮杂-4,10-二氧杂环十二烷[L]。经元素分析¹H、¹³C核磁共振、质谱、红外光谱等分析证实了其结构。并藉该配体合成了Cu(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Ag(Ⅰ),Ni(Ⅱ)四种固体配合物。经元素分析配合物的组成分别为:[CuCl₂]₂·L,[CdCl₂]₃·2L·2H₂O,[AgNO₃]₂·L,[NiCl₂]₂·L·H₂O.对配合物进行了红外光谱、紫外光谱、摩尔电导和差热分析。配合物的红外特征吸收峰均有明显位移或分裂;紫外特征吸收峰稍有位移。但摩尔吸光系数改变很大;摩尔电导表明配合物为1:1或接近2:1型电解质;差热分析表明配合物的热稳定性顺序为:Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)>Cu(Ⅱ)>Ag(Ⅰ)。对Cu(Ⅱ)配合物进行了ESR谱分析,并且对甲醇溶液中Cu(Ⅱ)与配体(L)的掺入反应动力学进行了初步研究,结果表明,掺入反应为典型的二级反应。     

希土与α-α''-联吡啶、三氯醋酸或三氟醋酸混配配合物的合成及性质研究

本文讨论了十四个镧系离子(除Pm以外)与α-α'-联吡啶及三氯醋酸形成配合物的合成方法,并用类似的合成方法得到9个希土离子与α-α'-联吡啶及三氟醋酸的混配配合物。通过元素分析,红外、紫外、差热和热重等分析测试手段,确定了两类配合物的组成分别为Ln(CCl₃COO)₃dipy·nH₂O(n=1-2)和Ln(CF₃COO)₃dipy,并讨论了它们的性质。