5–硝基–3–三硝甲基–1H–1,2,4–三唑的合成与性能研究

以氨基胍碳酸氢盐与丙二酸为原料,经缩合–环化反应、重氮化–取代反应和硝化反应合成出5–硝基–3–三硝甲基–1H–1,2,4–三唑。用红外光谱、核磁共振、元素分析对其结构进行了表征。确定了最佳硝化反应体系:5–硝基–1H–1,2,4–三唑–3–乙酸为硝化反应前体,硝硫混酸(V(w为的98%浓硫酸)∶V(发烟硝酸)=1.2∶1)为硝化剂。采用密度泛函理论(DFT)中B3LYP方法在6–31G(d,p)基组水平下对5–硝基–3–三硝甲基–1H–1,2,4–三唑进行了全构型优化,并在优化构型基础上进行了自然键轨道(NBO)分析。差示扫描量热法(DSC)分析结果表明,10℃/min升温速率下,5–硝基–3–三硝甲基–1H–1,2,4–三唑的分解温度为135℃。     

4–氨基–1,2,4–三唑硝酸盐的合成及晶体结构研究

以甲酸和水合肼为原料,经甲酰化、环化、酸化合成了4–氨基–1,2,4–三唑硝酸盐(4–ATN),收率97.2%。采用IR、1H–NMR、质谱、元素分析及四圆单晶衍射仪等手段对目标化合物进行了表征,并进行了热性能分析。结果表明:4–ATN晶体属单斜晶系,存在分子内和分子间氢键。空间群为Cc,晶胞参数:a=0.955 1(4)nm,b=0.524 5(2)nm,c=1.181 0(5)nm;α=90°,β=96.627(6)°,γ=90°;V=0.587 7(4)nm3,Dc=1.663 g/cm3,Z=4,μ=0.151 mm–1,F(000)=304,μ(Mo Kα)=1.109 mm–1,R1=0.034 2,wR2=0.106 1。     

丙烯酸–2–((N–甲基–N–氰乙基)胺基)乙酯的合成

以2–甲氨基乙醇和丙烯腈为原料,通过Michael加成反应合成中间体2–((N–甲基–N–氰乙基)胺基)乙醇,进一步与丙烯酸乙酯发生酯交换反应合成目标产物丙烯酸–2–((N–甲基–N–氰乙基)胺基)乙酯,优化了中间体及产品的合成工艺,使其收率分别达到98.5%、85.3%,并采用FT–IR、1H–NMR、元素分析等手段对其结构进行表征。目标化合物具有氧阴离子聚合活性,可用于制备结构易控的新型聚合物键合剂。     

1–(3–硝基–2–吡啶)–1H–苯并三唑的合成与表征

以苯并三氮唑和2–氯–3–硝基–吡啶为原料,合成出1–(3–硝基–2–吡啶)–1H–苯并三唑。采用元素分析、核磁共振光谱等手段鉴定了目标产物结构,并用DSC测定了产物的熔点。考察了反应溶剂、溶剂用量、缚酸剂种类、缚酸剂用量对该反应收率和产品纯度的影响。确定的最佳工艺条件为:以工业乙醇为反应溶剂,溶剂与反应物的原料比为200 mL∶0.1 mol,Na2CO3为反应缚酸剂,缚酸剂与苯并三氮唑的摩尔比为1∶1,反应时间为12 h。     

3,4–二(4'–氯–3'–硝基苯–1'–基)氧化呋咱的合成及热性能

以4–氯苯腈(CCB)为原料,经肟化、重氮化–氯化、缩合环化、硝化多步反应设计并合成了一种新型氧化呋咱化合物——3,4–二(4'–氯–3'–硝基苯–1'–基)氧化呋咱(DCNBF),采用红外、核磁共振、质谱及元素分析等表征方法鉴定了目标物与中间体的结构,确定了肟化和环化反应的较佳合成条件;采用差示扫描量热、热重等热分析方法研究了目标化合物的热性能。     

3–(3,5–二叔丁基–4–羟基苯基)丙酸甲酯及新型抗氧剂的合成

简述了3–(3,5–二叔丁基–4–羟基苯基)丙酸甲酯的合成方法及以其为原料合成新型抗氧剂的方法,介绍了部分新型抗氧剂品种及性能。     

1,1–二氨基–2,2–二硝基乙烯的合成研究进展

1,1–二氨基–2,2–二硝基乙烯（FOX–7）作为含能材料中典型的炸药,因具有高能钝感的特性,其合成方法受到广泛的关注。主要介绍了国内外近年来合成FOX–7的3条反应路线及改进方法,通过对各种合成方法的比较,认为采用2–甲基–4,6–二羟基嘧啶为原料改进的2–甲基–4,6–嘧啶二酮法具有应用潜力,并对FOX–7的应用前景进行了展望。     

FOX–7高安全性合成研究

研究了一种高安全性合成1,1–二氨基–2,2–二硝基乙烯(FOX–7)的方法,以盐酸乙脒与乙二酸二乙酯为原料,经环化反应合成了2–甲氧基–2–甲基–4,5–咪唑烷二酮,再用硝硫混酸硝化得到2–(二硝基亚甲基)–4,5–咪唑烷二酮,水解反应得到了FOX–7,总收率为56.7%。考察了硝化剂、反应温度、反应时间等因素对硝化反应收率的影响,确定了最佳硝化反应条件:以硝硫混酸(体积比1:2)为硝化剂,反应温度为15~20℃,反应时间为1 h,硝化收率可达62.8%。     

4–氨基–3,5–二硝基吡唑有机胺盐合成与性能

以4–氨基–3,5–二硝基吡唑（ADNP）为原料,合成了ADNP的胍盐（GADNP）、三氨基胍盐（TAGADNP）、脒基脲盐（GUADNP）等3种新化合物,并用红外光谱、核磁共振光谱、元素分析等鉴定了结构。测试了GADNP、TAGADNP、GUADNP热安定性、密度与燃烧热,计算了生成焓与爆轰参数。结果表明,ADNP的有机胺盐分解温度与ADNP相比明显提高,TAGADNP热安定性好、生成焓和能量较高。     

多取代2–吡咯烷酮合成研究进展

按合成2–吡咯烷酮所用原料、催化剂种类的不同,从有机催化到无机催化,叙述了各种催化剂的催化性能以及在回收再利用中的催化活性。每个合成反应都使用了多组分的合成方法,并且对每个合成反应的特点进行了总结。最后对2–吡咯烷酮类衍生物的发展方向进行了展望。