1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑的结晶热力学

利用重力法测定了1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑(MTNP)在不同溶剂中的溶解度,采用Apelblat方程和vant′t Hoff方程拟合了溶解度数据,估算了MTNP的标准溶解焓、标准溶解熵、标准吉布斯自由能、固-液表面张力和表面熵因子。通过对比溶解度,选用苯、甲醇和无水乙醇作为溶剂分别对MTNP结晶并且进行产品表征。结果表明,MTNP的溶解度随温度的升高而增加;Apelblat方程和vant′t HoffF方程计算的溶解度值与实验值的平均绝对百分比偏差均小于5.18%,其中Apelblat方程对实验数据的关联结果较优;用电子显微镜观察无水乙醇作溶剂结晶得到的产品形貌规则且统一,其撞击感度为68%,激光粒度仪测试产品粒度均匀性较好。     

耐热炸药TKX-55的合成与热性能

为了寻求新型耐热炸药,以TNT为原料,通过氧化、氯化、缩合、环化4步法合成了5,5′-双(2,4,6-三硝基苯基)-2,2′-二(1,3,4-恶二唑)(TKX-55);通过薄层色谱、傅里叶红外光谱(FTIR)、质谱、元素分析对其4步产物进行了表征,利用差示扫描量热法(DSC)对中间体及TKX-55的热安定性进行了分析。结果表明,氧化反应较佳反应条件为:TNT与氯酸钠(NaClO_3)的摩尔比为1∶4,反应时间为4h,反应温度为90℃,与文献[2]相比,使2,4,6-三硝基苯甲酸(TNBA)的收率提高了4%;缩合反应较佳反应条件为:选取四氢呋喃(THF)为溶剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为缚酸剂,2,4,6-三硝基苯甲酸(TNBC)与草酰二肼的摩尔比为2∶1,反应温度为5℃,反应时间为36h,与文献[2]相比,使双(2,4,6-三硝基苯甲酰基)草酰肼的收率提高了7%;环化反应较佳反应条件为:以发烟硫酸(质量分数20%)为脱水剂,反应温度为15℃,反应时间为24h,TKX-55的收率为93%;TKX-55的分解温度为365.5℃,表明TKX-55是一种热安定性良好的耐热炸药。     

2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二联苯的合成、晶体结构与量化计算

本文以2,4,6-三硝基氯苯为原料在惰性溶剂硝基苯中经Ullmann缩合反应制备出了标题化合物2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二联苯（HNB）,通过FT-IR、氢核磁共振谱、质谱、元素分析、X-射线单晶衍射等手段对其进行了表征,根据晶体结构数据使用G09程序对化合物的能量、分子前沿轨道、净电荷、分子静电势及Wiberg键级进行计算。结果表明,该晶体属于三斜晶系,空间群为P-1（2）,晶胞参数为：a=8.2552（8）？,b=12.2204（12）？,c=16.3239（15）？,α=98.413（3）°,β=92.635（3）°,γ=104.424（3）°,V=1571.87（30）？~3,μ=0.16 mm^（-1）,ρ=1.793 g·cm^（-3）,Z=4,F（000）=856.0。标题化合物的两个苯环接近垂直,同时每个苯环上的硝基官能团与苯环不在同一平面。标题化合物的总能量为-1690.06539 a.u.,最高占据轨道能量为-0.31512 a.u.,最低未被占据轨道能量为-0.14872a.u.,前沿轨道能量差为0.1664 a.u.,化合物具有较高的化学稳定性;标题化合物分子键级最小的键为C（5）-N（3）（0.9185）和C（11）-N（6）（0.9185）,为分子中易分解点,化合物的量化计算结果与其晶体结构数据相符。     

4-硝基吡唑的一锅两步法合成及其晶体结构

以吡唑为原料,在98%发烟硝酸/20%发烟硫酸体系下通过一锅两步法合成了4-硝基吡唑(4-NP),采用红外光谱、核磁共振波谱、高分辨质谱、元素分析等手段对目标产物进行了结构表征。用X-射线单晶衍射仪测定了其单晶结构。研究了物料比、反应温度、反应时间对产品收率的影响。结果表明,较佳的合成工艺为:n(发烟硝酸)∶n(发烟硫酸)∶n(浓硫酸)∶n(吡唑)=1.5∶3∶2.1∶1,反应温度为50℃,反应时间1.5 h,收率最高为85%。4-NP的单晶结构属于三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数为a=8.0329(11)?,b=9.6305(8)?,c=9.9036(8)?,α=74.393(7)°,β=81.560(9)°,γ=83.196(9)°,V=727.40(13)?~3,Z=6,ρ=1.549 mg·mm~(-3),μ=0.132 mm~(-1),F(000)=348。