三呋咱并氧杂环庚三烯（TFO）合成研究

呋咱醚类含能化合物因其具有熔点低、能量高、塑性强的优点,目前已成为含能材料研究领域的热点之一。本文自行设计了呋咱环醚含能化合物三呋咱并氧杂环庚三烯(TFO)分子结构和合成方法,以3,4-双(3’-硝基呋咱-4’-基)呋咱(BNTF)为原料,在无水乙腈中进行分子内硝基醚化反应,首次合成了呋咱环醚含能化合物TFO(Scheme 1),收率为55.2%,纯度     

DNTF的核磁表征及理论研究

为了完善3,4-双(4′-硝基呋咱-3′-基)氧化呋咱(DNTF)的核磁表征,采用NMR实验与GIAO-NMR理论计算相结合的方法区分并归属¹³C 和¹⁵N的化学位移。采用二甲基亚砜(DMSO-d₆)、丙酮(Acetone-d₆)和氯仿(CDCl₃)为溶剂,进行了DNTF的一维¹³C NMR和¹⁵N NMR实验,并在DMSO-d₆中获得DNTF的所有核磁信号。采用二维INADEQUATE实验完成了¹³C NMR 的归属。采用高斯09程序,在DFT-B3LYP/6-311+G(2d, p)水平上优化了DNTF结构,用GIAO方法在不同基组上计算了¹³C NMR和¹⁵N NMR的化学位移,计算结果与实验值一致性较好。结果表明,受氧化呋咱环上氧原子O(22)吸电子作用的影响,C(9)与C(13)的化学位移出现较大的差别,与C(13)相比,C(9)出现在高场。     

DNGTz二聚体分子间相互作用的密度泛函理论计算

在DFT-B3LYP/6-31G*水平下,求得3,6二硝基胍基-1,2,4,5-四嗪(DNGTz)二聚体势能面上9种优化几何构型和电子结构.用基组叠加误差(BSSE)和零点能(ZPE)校正,计算了分子间相互作用能,二聚体分子间最大相互作用能为-62.24 kJ/mol.由自然键轨道(NBO)分析揭示了分子间相互作用的本质.对优化构型进行振动分析,并基于统计热力学求得温度200.0～800.0K从单体形成二聚体的热力学性质变化.结果表明,二聚主要由强氢键所贡献,而结合能不仅取决于氢键.二聚体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅶ的二聚过程在200.0K均能自发进行,表明二聚体Ⅰ、Ⅲ 、Ⅳ、Ⅴ和Ⅶ在室温可以稳定存在.     

氧化镁基材料稳定推进剂燃速的规律研究

采用X射线粉末衍射仪(XRD)、红外漫反射光谱(IR)对A、B、C 3种MgO基材料内部及表面结构进行了表征。结果显示,样品A内部组分为MgO,表面有微量的Mg(OH)_2;样品B、C表面及内部均含有MgO与Mg(OH)_2,且样品B中的Mg(OH)2相对含量高于样品C。采用差示扫描量热仪(DSC)对A、B、C、硝化棉(NC)及混合体系A/NC、B/NC、C/NC进行了热分解特性研究。结果表明,样品A/NC没有熔融吸热峰,B/NC吸热量高于C/NC。并测试了a、b、c 3种推进剂的燃烧性能,结果表明,样品表面Mg(OH)_2含量最高的B添加至配方中制备的推进剂b的燃烧性能最佳,这说明MgO基材料表面的Mg(OH)_2对稳定燃速具有一定的促进作用。     

对叔丁基苯基五唑及其分解产物的结构识别

综合运用光谱和波谱技术确定了对叔丁基苯基五唑及其分解产物的结构,利用低温拉曼光谱和低温氮谱核磁共振技术,获得了五唑环的拉曼光谱和核磁共振氮谱。同时利用质谱和红外光谱对其分解产物进行了分析,推测分解产物为对叔丁基苯基叠氮。解决了五唑阴离子全氮化合物难以表征的问题。     

改性双基推进剂中HMX含量的高效液相色谱测定

建立了一种准确测定硝化棉（NC）与奥克托今（HMX）共存分离的高效液相色谱（HPLC）分析方法，样品制备采取乙腈溶解水析出法；HPLC外标法测定HMX的含量，结果表明在HMX含量为21％时相对偏差为0．82，加标回收率为99．62％。     

四氮杂大环含能化合物(TFFA)合成、表征与量子化学研究

以3,4-双(3'-氨基呋咱-4'-基)呋咱氧化呋咱(DATF)和三氯异氰脲酸为原料,通过氧化反应得到大环含能化合物四呋咱并[3,4-c:3',4'-g:3'',4''-k:3'',4''-o]双氧化呋咱并[3',4'-c:3',4'-m][1,2,9,10]四氮杂环十六辛烯(TFFA),产率为52.3%。采用核磁共振、红外光谱、质谱和元素分析等表征了结构,并探讨了三氯异氰脲酸氧化DATF的反应机理。利用差示扫描量热法(DSC)、热重-微商热重法(TG-DTG)等研究了TFFA的热行为,分解峰温为215.2℃,表明其热稳定性较好。运用B3LYP方法,在6-31G(d,p)基组水平上对TFFA的结构进行了优化,在振动分析的基础上得到了温度对热力学性能影响的关系式;通过Kamlet-Jacobs公式计算并预估了TFFA的物化与爆轰性能,其密度1.86 g·cm-3、生成焓1905 kJ·mol-1、爆速8775 m·s-1、爆压38.92 GPa和爆热7015 k J·kg-1。     

制备液相色谱-离子色谱法测定二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)中阴离子杂质

为了测定含能增塑剂二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)中的阴离子杂质,采用制备液相色谱-离子色谱法对TEGDN中的阴离子进行定性定量分析。考察了制备液相色谱实验中不同流动相比例、进样量、收集时间对TEGDN中杂质阴离子的分离和收集效果的影响以及离子色谱实验中淋洗液体系和淋洗液流速对阴离子分离效果的影响。结果表明,优化后的制备液相色谱条件为:Eclipse XDB-C18色谱柱(250 mm×9.4 mm,5.0μm),流动相V_(甲醇)∶V_水=50∶50,流速1.5 mL·min~(-1),检测波长210 nm,柱温30℃,进样体积0.25 mL;优化后的离子色谱条件为:Metrosep A Supp 5型阴离子分析柱(250 mm×4.0 mm,5.0μm),淋洗液Na_2CO_3(3.2 mmol·L~(-1))/NaHCO_3(1.0 mmol·L~(-1)),流速0.7 mL·min~(-1),抑制型电导检测器,柱温40℃,进样体积20μL。在优化的制备色谱条件下,TEGDN中的杂质阴离子得到有效分离和收集,在离子色谱测定中,各阴离子线性关系良好,相关系数均大于0.999,检出限为0.0025～0.0100μg·mL~(-1),精密度和重复性试验(n=6)的相对标准偏差均小于2.0%,平均加标回收率为95.5%～103.5%。该方法灵敏度高,重现性好,可用于测定TEGDN7中的阴离子杂质。     

藏花红T的合成与表征

以2-氨基甲苯、苯胺为原料,经重氮化、偶合、催化氢化和氧化反应合成了藏花红T,并用红外光谱、核磁共振波谱、有机质谱、紫外光谱对其进行了化学表征。结果表明,合成产物的结构特征与藏花红T一致。     

光度法测定含能材料中的蔗糖八醋酸酯

研究了0－350μ的蔗糖八醋酸酯（下文以SO代替）与显色剂发生灵敏的灵的显色反应，在620nm处的吸光度遵循期伯比耳定律、该分法简便，快速，选择性好，可用于含能材料中该组分的测定。