不同温度下HMX和RDX晶体的感度判别和力学性能预估分子动力学比较研究

为探讨和比较炸药黑索金(RDX)和奥克托今(HMX)晶体的结构、 能量和力学性质随温度的递变规律, 在COMPASS力场和NPT系综下, 对其合适的等原子数超晶胞模型分别进行5个温度(195, 245, 295, 345和395 K)下的分子动力学(MD)周期性模拟研究. 结果表明, 随着温度的升高, RDX和HMX晶体引发键N-NO₂的最大键长(L_max)的逐渐增大以及引发键连双原子作用能(E_N-N)和内聚能密度(CED)的逐渐减小均与感度随温度升高而增大的实验结果一致; 且在各温度下, RDX晶体的L_max均大于HMX晶体的L_max, 与HMX相比, RDX的E_N-N和CED均较小, 上述结果与RDX比HMX感度大的实验结果相符. 由此表明, 在一定条件下, L_max, E_N-N和CED可用于高能物质的热和撞击感度的相对大小的判别. 基于MD模拟原子运动轨迹, 用静态法求得2种晶体的弹性力学性能, 发现拉伸、 体积和剪切模量均随温度的升高而递减, 与实验结果一致.     

环四甲撑四硝胺(HMX)结构和性质的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,取6-31G基组,求得环四甲撑四硝胺分子的几何构型、电子结构、 IR谱和298～1200 K的热力学性质.全优化几何构型和电子结构均具有Ci对称性.在相邻原子之间以N-NO2键的Mulliken集居数最小,表明其间电子分布较少,预示其为热解和起爆的引发键.IR谱与实验结果良好相符.     

环五甲撑五硝胺(CRX)结构和性质的DFT预示

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-31G*基组水平下,全优化计算了环五甲撑五硝胺(CRX)的分子几何和优化构型下的电子结构.环C-N键长为0.144～0.148 nm, N-NO2键长为0.139～0.142 nm; CRX的最高占有MO(HOMO)能级和最低未占MO(LUMO)能级之间的差值ΔEg(5.2054 eV)较大,预示CRX较稳定.基于简谐振动分析求得IR谱频率和强度.运用统计热力学方法,求得在200～1200 K的热力学性质C0p,m、 S0m和H0m.还运用Kamlet公式预示了它的爆速和爆压分别为9169 m/s和37.88 GPa.     

多硝基甲烷Mannich碱稳定性的理论研究

用MNDO SCF-MO方法全优化了系列多硝基甲烷Mannich碱的几何构型, 计算了它们的电子结构。在胺、醛组分相同时, 标题物>N-CH2-Y的特征键CH2-Y的键级随酸组分亲核性的增强而增大。该CH2-Y键级较小是造成Mannich碱在溶液中不稳定的重要原因。C-NO2键的键级在分子中较小, 可能是热或光解等受激分解的引发键, 从电子结构特征上阐明了以硝仿为酸组分的Mannich碱稳定性较差的原因。     

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.     

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定牛肉中18种食源性兴奋剂类药物残留

建立了超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS）检测牛肉中18种食源性兴奋剂类药物残留的方法。牛肉组织经酸化乙腈提取,Captiva小柱脱脂净化后,用无水硫酸镁干燥,上清液氮吹浓缩,残渣用甲醇-水（7：3,v/v）溶解。采用Agilent Zorbax Phenyl-Hexyl色谱柱分离,以5 mmol/L醋酸铵水溶液（含0.01%（v/v）醋酸）和甲醇-乙腈（7：3,v/v）作为流动相进行梯度洗脱,在电喷雾正负离子切换模式下以多反应监测（MRM）方式检测,用基质匹配标准曲线外标法定量。结果表明,18种食源性兴奋剂类药物在0.10~50 μg/L范围内线性关系良好,相关系数（R²）≥ 0.9950;在0.4、1.0和2.0 μg/kg添加水平下的回收率为57.3%~117.5%,相对标准偏差为3.1~15.6%（n=5）;方法的检出限和定量限分别为0.0006~0.0900 μg/kg和0.0020~0.3000 μg/kg。该法可以实现对牛肉样本中18种兴奋剂类药物残留的定性定量分析,具有简单、快速、准确性高的特点。     

Cl2+2HBr=2HCl+Br2反应的机理和应用

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,取6-311G**基组,细致研究了反应Cl2+2HBr= 2HCl+Br2的机理,求得一系列四中心和三中心过渡态.双分子基元反应Cl₂+HBr®HCl+ BrCl和BrCl+HBr®Br₂+HCl的活化能(138.96和147.24 kJ· mol-1)小于Cl₂,HBr和BrCl的解离能,从理论上证明了标题反应将优先以分子与分子作用形式完成.将其应用于从HBr中回收溴,以Cl₂直接与HBr气体反应,生成的含溴混合气体,经冷凝并以四氯化碳吸收分离得到液溴和盐酸;溴的回收率大于96%,其含氯量小于3.0%.提供了运用基础理论解决生产中难题的成功例证.     

多氰基立方烷生成热的DFT-B3LYP和半经验MO研究

运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法和半经验MO(MINDO/3,MNDO,AM1和PM3)方法系统计算了全部21种多氰基立方烷的生成热,首先,在DFT-B3LYP/6-31G^*水平下通过不破裂立方烷笼状骨架(亦即选择立方烷为参考物)的等键反应设计,精确计算了9种多氰基立方烷的生成热;发现B3LYP/6-31G^*结果分别地均与上述四种半经验MO方法求得的生成热之间存在良好的线性关系(相关系数均在0.9994以上),且以AM1生成热与B3LYP/6-31G^*计算值最为接近,其次,其它12种多氰基立方烷的精确生成热借助上述线性关系通过校正对应的AM1结果而获得,多氰基立方烷的生成热很高,且随-CN基数目的增加而线性地增大,表明它们属于极具潜力的“新一低高能炸药”而具开发价值。     

多氰基立方烷生成热的DFT-B3LYP和半经验MO研究

运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法和半经验MO(MINDO/3,MNDO,AM1和PM3)方法系统计算了全部21种多氰基立方烷的生成热,首先,在DFT-B3LYP/6-31G^*水平下通过不破裂立方烷笼状骨架(亦即选择立方烷为参考物)的等键反应设计,精确计算了9种多氰基立方烷的生成热;发现B3LYP/6-31G^*结果分别地均与上述四种半经验MO方法求得的生成热之间存在良好的线性关系(相关系数均在0.9994以上),且以AM1生成热与B3LYP/6-31G^*计算值最为接近,其次,其它12种多氰基立方烷的精确生成热借助上述线性关系通过校正对应的AM1结果而获得,多氰基立方烷的生成热很高,且随-CN基数目的增加而线性地增大,表明它们属于极具潜力的“新一低高能炸药”而具开发价值。     

硝胺及其甲基衍生物的从头计算研究 3: 甲硝胺及其同位素衍生物的谐性力场和振动光谱

用TEXAS从头计算程序,取STO-4-21G基组,计算了甲硝胺的谐性力场和振动光谱.直接理论计算的谐性力场经由其他分子转移来的经验校正因子校正后,提供了甲硝胺振动基频的预测.预测值和甲硝胺分子在气相中的振动光谱实验值之间的平均偏差为31cm^-1.为了获得更合适的气相甲硝胺振动力场和预测它的同位素衍生物的振动光谱,我们优化了一组新的校正因子,使理论值和实验值的平均偏差减为8.9cm^-1.用这组校正因子得到的力场预测了三个同位素衍生物的振动光谱,其同位素位移的理论预测值和实验值符合良好.