1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯晶体热膨胀各向异性的模拟研究

对新型钝感高能炸药组分1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7),考察并选择了适用的分子力场和超晶胞初始构型,通过303K-378K温度范围在NPT系综下的分子动力学模拟(MD),得到常压下各温度的FOX-7晶体平衡构型,发现随温度升高晶体内分子的取向和堆积方式不变;通过线性拟合求算出线膨胀系数,发现αb明显较大而αc与αa接近但不相等;接着采用密度泛函理论(DFT)方法随各向棱长膨胀的能量变化进行了模拟计算,发现得到的能量变化成各向异性并与各向热膨胀系数相关,从而建立FOX-7晶体特定分子堆积模式与热膨胀各向异性的关联.     

1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯晶体热膨胀各向异性的模拟研究

对新型钝感高能炸药组分1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯（FOX-7）,考察并选择了适用的分子力场和超晶胞初始构型,通过303K-378K温度范围在NPT系综下的分子动力学模拟（MD）,得到常压下各温度的FOX-7晶体平衡构型,发现随温度升高晶体内分子的取向和堆积方式不变;通过线性拟合求算出线膨胀系数,发现αb明显较大而αc与αa接近但不相等;接着采用密度泛函理论(DFT)方法随各向棱长膨胀的能量变化进行了模拟计算,发现得到的能量变化成各向异性并与各向热膨胀系数相关,从而建立FOX-7晶体特定分子堆积模式与热膨胀各向异性的关联。     

3，3-二硝基氮杂环丁烷的合成

多硝基氮杂环丁烷3，3-二硝基氮杂环丁烷(DNAZ)，除用做目前最具有应用前景的含能材料之一1，3，3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)的合成中间体之外，利用其呈碱性的特点与许多酸性物质反应得到含能盐。能与DNAZ形成盐的含能阴离子非常普遍，尤其以硝基取代的五元芳香杂环最为重要，主要包括3，5-二硝基-1，2，4-三唑阴离子、4，4’，5，5，-四硝基双咪唑阴离子、2，4-二硝基咪唑阴离子及3-硝基-5-羟基三唑阴离子等。这些含能盐可作为火箭推进剂的氧化剂成分。     

3,7-二硝基亚氨基-2,4-二氮杂双环[3,3,0]辛烷的放热分解反应动力学

在程序升温条件下 ,用DSC研究了标题化合物的放热分解反应动力学 .用线性最小二乘法、迭代法以及二分法与最小二乘法相结合的方法 ,以积分方程、微分方程和放热速率方程拟合DSC数据 .在逻辑选择建立了微分和积分机理函数的最可几一般表达式后 ,用放热速率方程得到相应的表观活化能 (Ea)、指前因子 (A)和反应级数 (n)的值 .结果表明 :该反应的微分形式的经验动力学模式函数、Ea 和A值分别为 (1-α) 0 .44、2 30 .4kJ/mol和 10 18.16s-1.借助加热速率和所得动力学参数值 ,提出了标题化合物放热分解反应的动力学方程 .该化合物的热爆炸临界温度为 30 2 .6℃ .上述动力学参数对分析、评价标题化合物的稳定性和热变化规律十分有用 .     

四硝基并哌嗪(TNAD)与一些含能材料混合体系熔点的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟方法预测了TNAD/HMX、TNAD/RDX、TNAD/DINA和TNAD/DNP四种混合体系的熔点, 利用比容与温度的曲线拐点决定了四种混合体系的熔点． 结果是TNAD/HMX、TNAD/RDX、TNAD/DINA的熔点分别为500、536、488 K．而TNAD/DNP体系没有明显的熔点,表明此体系是不相容的．利用熔点进一步预测了四种体系的相容性,分析了它们的径向分布函数．TNAD与HMX、RDX、DINA和DNP之间的分子间相互作用是近距离相互作用,且相容性越好,分子间相互作用越强     

2-氨基-5巯基-1,3,4-噻二唑异构化反应机理的量子化学研究

用密度泛函理论 (DFT)中的B3LYP方法 ,采取 6 3 1+G 基组对 2 氨基 5巯基 1,3 ,4 噻二唑 (简称AMT)的异构化反应机理进行了量子化学研究 ,全参数优化了异构化过程中反应物、产物的几何构型 ,找出了异构化途径中的过渡态 ,并通过振动分析加以确认 ,同时进行零点能校正 .研究结果表明 ,异构化过程存在六种不同的异构化通道 ,有六个过渡态 ,相对而言 ,A→C之间的异构化反应最易发生 ,C是最稳定的异构化产物     

1-偶氮苯-3-(3-硝基-5-氯-2-吡啶)-三氮烯的合成及其与铜的显色反应

合成了新显色剂1-偶氮苯-3-(3-硝基-5-氯-2-吡啶)-三氮烯(ABNCPDT)。研究了它与铜的显色反应。在pH10.5的Na2B4O7-NaOH缓冲溶液中,Triton X-100表面活性剂存在下,试剂与铜生成4∶1型红色配合物。配合物的最大吸收峰位于540nm,表观摩尔吸光系数为1.48×105L·mol-1·cm-1。Cu2 浓度在0—480μg/L范围内符合比耳定律,用于测定铝合金中微量铜,结果满意。     

1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的量子化学研究

采用量子化学的从头算(abinitio)和密度泛函(DFT)方法,在6311++G计算水平上研究了离子液体1乙基3甲基咪唑四氟硼酸盐在气相模型下的离子对结构.经振动分析得到了离子对的红外谱,并利用自然键轨道(NBO)分析了阴阳离子与离子对的电荷布居差异.计算结果表明,离子对中存在氢键等弱相互作用.运用Counterpoise方法消除基组重叠误差,得到阴阳离子间的相互作用能为346.78kJ/mol.     

双(2,2-二硝基丙基)甲缩醛的结构和爆轰性能的量子化学研究

利用B3LYP/6-311+G(2d,p)方法对一种新型含能增塑剂双(2,2-二硝基丙基)甲缩醛进行几何优化,计算了其红外光谱、生成焓和爆轰特性. 分析了最弱键的键离解能和键级并预测了目标化合物的热稳定性. 结果表明双(2,2-二硝基丙基)甲缩醛中的四个N-NO₂键的键离解能都为164.38 kJ/mol. 表明目标化合物是一个热力学性能稳定的化合物. 以凝聚相生成焓和分子密度为基础,采用Kamlet-Jacobs方法预测其爆速和爆压. 目标化合物的晶体结构属于P21空间群.     

理论研究二氧化碳在有机吸收剂1，3-二苯胍中的氢键相互作用

如今碳捕获和储存技术已得到了迅速发展以减少对环境的二氧化碳排放. 研究发现胺基有机分子溶剂能有效地吸收二氧化碳,并通过氢键和二氧化碳形成的碳酸氢盐相互作用. 最近,实验报道了一种1,3-二苯基胍溶液,在室温条件下能捕获环境中的二氧化碳并将其转化为有价值的化学品. 然而,1,3-二苯基胍分子在溶液状态下如何与二氧化碳相互作用的机理仍不清楚. 在这项工作中,利用分子动力学方法模拟研究了溶液相中1,3-二苯基胍分子与二氧化碳的复杂作用细节. 模拟结果表明,质子化的1,3-二苯基胍分子和碳酸氢根离子倾向通过不同的双氢键模式作用形成稳定的复合物. 精确的密度泛函方法计算表明,这些双氢键复合物在热力学上相当稳定. 本研究有助于理解溶液相中1,3-二苯基胍分子中催化转化二氧化碳的机理.     

四硝基酚臂式氮杂18-冠-6与稀土离子配位性能的研究

合成并表征了1,10-二氧-4,7,13,16-四氮杂18-冠-6(L1)母体及其硝基酚臂式衍生物(L2)。在H₂O-DMSO(φ=1/4)混合溶剂中用UV-Vis光谱法对L2与H+,Ce3+,Nd3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+和Yb3+离子的相互作用进行了研究,并测定了配位稳定常数。结果表明,当溶液中pH值由1.85逐渐增大时,冠醚L2的吸收峰位从314 nm处红移;pH值增大到7.4时,在400 nm处产生了新的吸收峰,并且其峰位波长和峰强度随溶液碱性增强逐渐增大。当溶液中同时有稀土离子存在时,L2在400 nm以上的吸收峰相对于L2单独存在时发生紫移,且强度显著增大,证明了稀土配合物的形成,并且形成的pH值条件约大于7.0。L2与稀土离子的配位稳定常数值表明,其配位稳定性决定于冠醚空穴尺寸与稀土离子大小的匹配程度,随着Ce3+,Nd3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+和Yb3+离子半径的依次减小,其配合物的稳定性趋于降低。     

1,2,3-三氮杂苯-水复合物氢键相互作用

用密度泛函理论在B3LYP/6-31 G**水平上对1,2,3-三氮杂苯和水形成1:1、1:2和1:3复合物的基态氡键结构进行几何优化和性质计算．计算结果表明,复合物之间存在较强的氢键作用．所有稳定复合物结构中形成一个N…H-O氢键并终止于O…H-C氢键的氢键水链构型最稳定．氢键的形成是水分子中H-O键振动频率减小(红移)．NBO分析表明,最稳定的1:1、1:2和1:3复合物发生分子间电荷转移总量分别为0．0222e、0．0261e和0．0273e．同时,用含时密度泛函理论方法在TD-B3LYP/6-31 G**水平计算了1,2,3-三氮杂苯单体及其氢键复合物的第一1(n,π*)激发态的垂直激发能．     

1,2,4,6-四苯基-2-羟基-8-氮杂双环[3、2、1]辛烷的核磁共振研究

用多种核磁共振实验方法并结合其它结构信息,确定1,2,4,6-四苯基-2-羟基8-氮杂双环[3、2、1]辛烷的化学结构,并指定该化合物的核磁共振归属.     

1-(6-硝基-2-苯并噻唑)-3-(4-硝基苯)-三氮烯与铜显色反应的研究及应用

在TritonX-100表面活性剂存在下,pH为10.0-11.0的Na2B4O7-NaOH缓冲溶液中,1-(6-硝基-2-苯并噻唑)-3-(4-硝基苯)-三氮烯(NBTNPT)与铜生成2:1配合物。配合物的最大负吸收峰是540nm,表观摩尔吸光系数为1.15×105L·mol-1·cm-1。Cu2 的质量浓度在0-360μg/L符合比耳定律。测定铝合金样品中的微量铜,结果满意。     

1,3,5,7-四甲基-2,6,8-三乙基吡咯甲川-BF2络合物的合成及晶体结构

合成了标题化合物 ,借助于元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱、质谱以及X 射线单晶衍射等分析方法确定了它的结构。该化合物属于三斜晶系 ,空间群为P-1(No 2 ) ,化学式 :C19H2 7BF2 N2 。晶胞参数 :a =1 2 2 5 7( 2 ) ,b=1 7830 ( 8) ,c=0 8877( 2 )nm ,α =10 0 2 6 ( 2 ) ,β =10 7 5 7( 1) ,γ =76 96 ( 2 )°,V =1 7892( 9)nm3 ,Mr=332 2 4,Z =4,Dc=1 2 33g·cm-3 ,μ(MoKα) =0 86cm-1,F( 0 0 0 ) =712 0 0 ,R =0 0 5 1,Rw=0 0 6 0。化合物中除 2 ,6 ,8位的三个甲基 (C( 12 ) ,C( 15 ) ,C( 18) )和氟原子 (F( 1) ,F( 2 ) )外 ,其余非氢原子近似组成一个大平面结构。在对其晶体结构进行详细分析的基础上 ,我们还初步讨论了它的分子结构与光谱及激光性能的关系。     

5-羟基-7,4′-二甲氧基二氢黄酮分子结构的理论计算研究

分别应用HartreeFock从头算方法和B3LYP密度泛函方法从黑沙蒿中分离得到的5羟基7,4′二甲氧基二氢黄酮分子的几何构型进行优化,并采用规范不变原子轨道GIAO法,进行核磁共振化学位移计算,得到其两种构型的结构参数和NMR化学位移值,并对理论计算值与实验值的误差进行了统计分析.由计算结果推测该化合物分子结构中C(2)上的H在β位,即C(2)的绝对构型为S型.     

1-（4-硝基苯基）-3-（4,6-二甲基-2-嘧啶）-三氮烯的合成及其与锌（Ⅱ）的显色反应

合成了一种新显色剂1-(4-硝基苯基)-3-(4,6-二甲基-2-嘧啶)-三氮烯(简称NPDMPMT),并研究了在非离子型表面活性剂Triton X-100存在下,于pH为11.0的Na2B4O7-NaOH缓冲溶液中与锌(Ⅱ)的显色反应.结果表明.Zn与试剂NPDMPMT形成1:2的橙黄色配合物,在456nm处有一最大正吸收,在530nm处有一最大负吸收,建立以530nm为参比波长,456nm为测量波长的双峰双波长测定法,其表观摩尔吸光系数为3.16×105L·mol-1·cm-1,锌(Ⅱ)浓度在0-8.0μg/25mL范围内符合比耳定律.方法用于人发中微量锌的测定,结果令人满意.     

6-巯基-5-三唑并[4,3-b]-s-四嗪(MTT）的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（Density functional theory,DFT）,在B3LYP/6-31g(d) (C,H,N,S),Ag原子采用LanL2d赝势基组水平上对甲醛（HCHO）与4-氨基-5肼基-3-巯基-1,2,4-三唑(4-amino-5-hydrazino-3-mercapto-1,2,4-triazole,AHMT)衍生化反应生的成产物6-巯基-5-三唑并[4,3-b]-s-四嗪（6-mercapto-5-triazolo[4,3-b]-s-tetrazine,MTT）及其银配合物进行结构优化,优化结果表明MTT的结构是一个近平面结构。通过对频率计算,获得MTT分子及其银配合物的拉曼光谱,对400-1800 cm-1波段内的拉曼光谱特征峰进行了指认。同时讨论了MTT分子的表面静电势,分析可能发生化学反应的位点。并采用含时密度泛函理论（Time Dependent density functional theory,TDDFT）对MTT分子与Ag3配合物的激发态进行了计算分析,并使用电荷转移光谱对Ag配合物与MTT之间电荷转移关系进行了研究。该研究对MTT分子的光谱测定和电子性质提供了理论基础。     

(4-溴甲基双环[4.4.1]-1,3,5,7,9-十一碳五烯基-3-)甲醇环氧化反应机理的理论研究

采用量子化学的密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6 31G*水平上研究了(4 溴甲基双环[4. 4. 1] 1, 3, 5,7, 9 十一碳五烯基3 )甲醇环氧化反应机理,在对反应物和产物几何结构优化的基础上,搜索优化了反应的过渡态结构,通过振动分析和内禀反应坐标(IRC)跟踪方法对过渡态及其所处的反应路径进行了确认,并用电荷密度拓扑分析方法考察了反应过程中旧键断裂和新键形成的细节.计算结果表明,该反应中的消除反应和成环反应是协同进行的,溴化氢消除反应中的氢来自与O( 22 )相连的羟基氢,反应的活化势垒为139. 2kJ/mol,反应放热25. 1kJ/mol.     

2,3,7,8-四氯苯并二英分子结构与热力学性质的理论研究

用密度泛函理论（DFT）和从头算（ab initio)方法,在B3LYP／6－31G,B3LYP／6－31G＊,B3LYP／6－311G＊和MP2／6－31G＊水平上全优化计算了2,3,7,8－四氯苯并二恶英（2,3,7,8－TCDD）的几何构型,电子结构和振动频率,并用校正后的频率计算了298－1500K的标准热力学函数,同时用半经验的PM3 SCF－MO进行了同样的计算,计算结果与实验值及文献值较好地吻合。