3,5,9,11-四乙酰基-14-氧杂-1,3,5,7,9,11-六氮杂五环［5.5.3.02,6.04,10.08,12］十五烷的硝解反应研究

对3,5,9,11-四乙酰基-14-氧杂-1,3,5,7,9,11-六氮杂五环[5.5.3.02,6.04,10.08,12]十五烷(Ⅰ)的硝解反应进行了详细研究.以硝酸-乙酸酐为硝化剂可选择性硝化Ⅰ得到: 4-硝基氧甲基-2,6,8,12-四乙酰基-10-硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(Ⅱ).以硝硫混酸为硝化剂直接在80 ℃下与Ⅰ反应得到CL-20,而先低温反应再提高反应温度的两段法则得到4-硝基氧甲基-2,6,8,10,12-五硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(Ⅲ).硝硫混酸硝化Ⅱ可得到Ⅲ.Ⅱ和Ⅲ是新型的六氮杂异伍兹烷衍生物,用元素分析、FTIR、MS和NMR等手段对其进行了结构表征.     

四硝基-二(3,5-二硝基-4-氯苯甲酰基)六氮杂异伍兹烷的合成

介绍了六氮杂异伍兹烷(HNIW)衍生物———四硝基-二(3,5-二硝基-4-氯苯甲酰基)六氮杂异伍兹烷的合成:在钯催化下将四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADB IW)氢解为四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW),再与对氯苯甲酰氯反应,得中间产物四乙酰基-二(对氯苯甲酰基)六氮杂异伍兹烷(TAB IW),90℃下TAB IW经发烟硫酸(w(SO3)=20%)与发烟硝酸(w(HNO3)=98%)硝化4 h,即得到目标化合物四乙酰基-二(3,5-二硝基-4-氯苯甲酰基)六氮杂异伍兹烷TNB IW,其熔点242~244℃,总收率57.2%;通过红外光谱、核磁共振、质谱及元素分析表征了目标产物、TAB IW、TAIW的结构。     

硝-硫混酸硝化四乙酰基六氮杂异伍兹烷制备CL-20反应机理

为了研究四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)的混酸硝化反应机理,采用分阶段终止反应进程的方法,先后分离并表征了五种反应中间体: 四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷、三乙酰基三硝基六氮杂异伍兹烷、二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷两种异构体以及一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷.试验结果表明: TAIW笼底的两个游离仲胺基很容易首先发生硝化作用,在升温条件下,四个乙酰基再逐个发生硝解.运用薄层色谱(TLC)技术跟踪了反应进程,检测到了上述全部中间体.     

四乙酰基六氮杂异伍兹烷水解硝化反应研究

研究了四乙酰基六氮杂异伍兹烷在稀硝酸/催化剂介质中的水解硝化。在催化剂存在条件下,四乙酰基六氮杂异伍兹烷可在硝酸溶液中进行水解硝化,以95%以上得率制得纯度高于99%的六硝基六氮杂异伍兹烷。同时也找到了一种制备六硝基六氮杂异伍兹烷的新方法。     

哌嗪化学的研究 第Ⅰ报 哌嗪系列高能量密度化合物合成研究进展

二甲酰基-四羟基哌嗪(DFTHP)是合成含能化合物、环硝胺化合物的重要前体化合物.本文综述了DFTHP系列高能量密度化合物(HEDC)合成研究的现状,指出该系列化合物的合成研究可分为三个阶段——哌嗪缩合反应、哌嗪稠环化反应和哌嗪的笼形化反应.六硝基六氮杂三环十二烷二酮(HHTDD)和六硝基六氮杂三环十四烷并双氧化呋咱(HHTTD)是稠环硝胺化合物中的典型代表;4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂异伍兹烷(TEX)是笼形硝胺化合物中的典型代表.     

含能快递

<正>印度用离子液体一锅法把TADB合成为CL-20C L-20的合成以2,4,6,8,10,12-六苄基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(H BIW)为原料,经中间体四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(T ADB)、四乙酰基二乙基六氮杂异伍兹烷(T ADE)、四乙酰基二甲酰基六氮杂异伍兹烷(T ADF)或四乙酰基六氮杂异伍兹烷(T AIW)中的一种硝化得到。在这些中间体中,普遍采用T ADB经两步硝化得到CL-20,只有北理工曾报道用N2O4一锅法硝化     

六硝基六氮杂异伍兹烷中硝解不完全产物的分离和鉴定

本文采用薄层色谱(TLC)及柱色谱方法,分离出了由三种不同硝解基质合成的六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)中所含的主要硝解不完全产物.并用FTIR、1HNMR、MS(CI)及元素分析等对它们进行了鉴定,确证其为一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷、二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷.由四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)经亚硝解脱苄再硝解制得的HNIW(试样Ⅰ)中的主要杂质为一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷,含量在1%左右(高效液相色谱(HPLC)归一化法测定).由TADBIW经氧化硝解制得的HNIW(试样Ⅱ)中的主要杂质也是一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷,含量在5%左右.由六乙酰基六氮杂异伍兹烷(HAIW)制得的HNIW(试样Ⅲ)中的杂质为一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷和二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷.     

六硝基六氮杂异伍兹烷中硝解不完全产物的分离和鉴定

本文采用薄层色谱（TLC）及柱色谱方法,分离出了由三种不同硝解基质合成的六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）中所含的主要硝解不完全产物。并用FTIR,^1HNMR,MS(CI)及元素分析等对它们进行了鉴定,确证其为一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷,二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷,由四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷（TADBIW）经亚硝解脱苄再硝解制得的HNIW（试样Ⅰ）中的主要杂质为一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷,含量在1％左或（高效液相色谱（HPLC）归一化法测定）。由TADBIW经氧化硝解制得的HNIW（试样Ⅱ）中的主要杂质也是一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷,含量在5％左右,由六乙酰基六氮杂异伍兹烷（HAIW）制得的HNIW（试样Ⅲ）中的杂质为一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷和二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷。     

UHPLC-QTOF-MS高效检测CL-20合成过程的杂质（英）

为了快速准确检测和分析六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)合成过程中产生的中间体和杂质，控制CL-20纯度或品质，保证其感度及爆轰性能，采用核磁共振(NMR)和超高高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UHPLC-QTOF-MS)技术快速、高效分析检测了CL-20典型合成工艺过程中组分及杂质。结果表明，六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW)中的杂质为1,3-二苄基咪唑，四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADB)中的杂质为低酰基化的三乙酰基三苄基六氮杂异伍兹烷(TATB)，四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)中的杂质为未完全反应的TADB,CL-20中的杂质为未完全硝化的一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷(MPIW)和二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷(DATN)。     

六硝基六氮杂异伍兹烷中杂质的结构表征及热分解研究

分别以四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷( TADBIW)为硝解基质通过亚硝解／硝解一锅法和四乙酰基二甲酰基六氮杂异伍兹烷( TADFIW)为硝解基质通过硝硫混酸法制备六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)．用柱色谱对HNIW的主要杂质进行分离,以FTIR、1H NMR、MS、元素分析确定主要杂质为五硝基一乙酰基六氮杂异伍兹烷( PNMAIW)和五硝基一甲酰基六氮杂异伍兹烷(PNMFIW)．PNMFIW与PNMAIW的DSC分析和动力学参数计算表明,前者的初始分解温度和分解峰温均比后者的高,且前者的分解表观活化能约为后者的2倍,这可能是因为,对于一取代基的五硝基六氮杂异伍兹烷六元环上的甲酰基比五元环上的乙酰基有助于笼型结构的稳定。     

4,6-二硝基-7-氧-苯并氧化呋咱钾一水合物(KDNP·H_2O)的合成、晶体结构与性能

2,4,6-三硝基间苯二酚铅(LTNR)的主要缺点是静电感度过高以及含铅对人体、环境造成危害。为了寻找LTNR的替代物,采用两步法合成了4,6-二硝基-7-氧-苯并氧化呋咱钾一水合物(KDNP·H_2O)。利用溶剂蒸发法获得了该化合物的单晶。利用元素分析、红外光谱法、核磁共振氢/碳谱法和单晶X-衍射对其结构进行了表征。按国军标GJB-5891测试了其感度,计算了爆热。根据Kamlet-Jacobs方程计算了该化合物的爆轰参数。结果表明,该晶体为三斜晶系,空间群为P-1,有一个结晶水。该起爆药撞击感度为21.3 cm,静电感度为0.69 J,摩擦感度为56%,火焰感度为为24.7 cm,爆热为3.50 kJ·kg~(-1),爆速为6.77 km·s~(-1)、爆压为21.25 GPa,显示KDNP·H_2O是一种无铅安全环保的起爆药。     

呋咱并［3,4-e］-1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物(FTDO)分子结构及性质的理论研究

采用密度泛函方法在B3LYP/6-31+G(d,p)水平上对呋咱并[3,4-e]-1,2,3,4-四嗪-1,3-二氧化物(FTDO)的结构进行了优化,并分析了其红外振动吸收,计算得到FTDO密度为1.860 g.cm-3,氧平衡为-10.25%,生成焓为661.0 kJ.mol-1。以FTDO为单质炸药计算得到其爆容为718 L.kg-1,爆速达9493 m.s-1,爆压达40.76 GPa。与现有的高能量密度材料HMX比较,密度和爆容小于HMX,其余性能均优于HMX。     

4,6-二硝基苯并连三唑-3-偕二硝甲基-1-氧化物合成与性能（英）

以4,6-二硝基苯并连三唑-1-氧化物(DNBTO)为原料,通过复分解、取代、硝化-水解反应设计并合成了未见文献报道的新化合物4,6-二硝基苯并连三唑-3-偕二硝甲基-1-氧化物(TNBTO);采用红外光谱、1H NMR、13C NMR及元素分析等表征了中间体及最终产物的结构;理论计算了TN BTO的密度和生成焓,利用Kamlet-Jacobs方程计算了TN BTO的爆轰性能,其密度为1.81 g·cm-3,爆速为8161.2 m·s-1,爆压为30.2 GPa;利用薄层色谱法跟踪验证了TN BTO的热稳定性,发现TN BTO常温下易分解.     

2,4-二硝基咪唑有机胺盐合成与性能

以2,4-二硝基咪唑(2,4-DNI)为原料,合成了2,4-DNI的胍盐(GDNI)、三氨基胍盐(TAGDNI)、脒基脲盐(GUDNI)、肼盐(HDNI)等四种新化合物,收率分别为87.2%、67.5%、67.7%、96.6%,并用红外光谱、核磁共振、元素分析等方法鉴定了结构。测试了GDNI、TAGDNI、GUDNI、HDNI热安定性、密度与燃烧热,计算了生成焓、爆速、爆压参数。结果表明:TAGDNI具有较高的生成焓、爆速和爆压,分别为623.36 kJ.mol-1、8948.68 m.s-1和34.57 GPa,其特性落高为125 cm(2 kg落锤)。     

高温高压CO_2状态方程研究

针对爆轰环境下高温高压气体的热力学状态描述,本研究提出了一种基于Lennard-Jones(LJ)势能函数的对比态维里型状态方程VHL(Viral-Han-Long)。基于该状态方程形式和优化的LJ势参数,计算了爆轰产物气体组分CO_2的压力、体积和温度(pVT)热力学关系,并与VLW状态方程的计算结果进行了比较,结果表明,采用VHL状态方程计算得到CO_2体积平均绝对偏差为0.971%,最大偏差为4.04%,采用VLW状态方程计算所得平均绝对偏差20.2%,最大偏差87.149%。VLW状态方程在描述CO_2的高温高压热力学状态时,具有明显的温度相关性,在爆轰环境温度下,计算所得体积偏差随温度的升高而逐渐减小。与VLW状态方程相比,VHL状态方程能够更好的描述爆轰环境下高温、高压CO_2气体的pVT热力学关系。     

5-氨基四唑硝仿盐的理论计算

采用量子化学方法研究了5-氨基四唑硝仿盐的结构和性能,计算了5-氨基四唑硝仿盐的密度、生成热、爆速、爆压等,其预测密度为1.93 g·cm-3,估算爆速和爆压分别为9.47 km·s-1和38.82 GPa,爆轰性能高于TNT, RDX和HMX。      

N,N'-二(三硝基乙基)-5,6-二氨基呋咱并[3,4-b]吡嗪(DNFP)的合成与性能

以5,6-二羟基呋咱并[3,4-b]吡嗪(DHFP)为原料,经氯代、胺化、N-羟甲基化反应、缩合得到N,N'-二(三硝基乙基)-5,6-二氨基呋咱并[3,4-b]吡嗪(DNFP),产率为31%。采用IR、1H NMR、13C NMR、元素分析对其结构进行了表征。探讨了DNFP的合成反应机理及反应条件。采用密度泛函理论B3LYP/6-311G(d,p)方法计算了DNFP的生成焓。同时利用Kamlet-Jacobs公式预测其爆热,爆速,爆压分别为:6714 J·g-1,8.91 km·s-1,36 GPa。     

运用从头算动力学方法研究极端条件下CL-20的分解机理（英）

运用从头算动力学方法研究一种高密度笼状化合物(CL-20)在极限条件下的分解机理。结果显示在不同的条件下,CL-20的起爆机理和分解过程都不相同,这表明CL-20对高温高压都很敏感。对比相应条件下主要产物的数量发现高压会抑制分解反应的进程。但是,在高压耦合高温时会生成R-C_xO_y(x>2,y>5)中间体又意味着高压使分解反应更加复杂。在R-C_xO_y (x>2, y>5)中间体中,化合物C₃O₆已经被证实是一种高能密度化合物。     

RDX杂质对HMX性能影响的分子动力学研究

为了研究奥克托今(HMX)制备过程中产生的黑索今(RDX)杂质对HMX性能的影响,分别建立了掺杂率为4.17%、8.33%、12.50%和16.67%的四种HMX模型。采用分子动力学方法,计算得到了不同模型的键连双原子作用能、内聚能密度、溶度参数、爆轰参数与力学参数,并与纯HMX相关性能参数进行了比较,结果表明,RDX掺杂缺陷导致炸药的键连双原子作用能和内聚能密度减小,减小幅度分别为9.53～36.36 kJ·mol~(-1),0.028～0.135 kJ·cm~(-3);受RDX掺杂缺陷的影响,HMX与氟橡胶(F_(2311))的溶度参数的差值减小,减小幅度为0.51～2.32 J1/2·cm~(-3/2),其密度、爆速和爆压减小幅度分别为1.12%～5.59%、0.84%～4.19%和2.27%～11.14%,爆热略有轻微上升,可忽略;RDX掺杂缺陷还导致HMX的弹性模量、体积模量和剪切模量降低,而柯西压以及体积模量与剪切模量的比值上升,其变化幅度分别为1.04～3.63 GPa、0.58～1.73 GPa、0.42～1.45 GPa、0.35～2.69 GPa和0.11～0.64。这说明,随着RDX掺杂缺陷浓度增大,HMX炸药的安全性能降低、爆轰性能下降、力学性能变差、与F_(2311)的相容性变好。     

晶体缺陷对HMX基PBX性能影响的理论计算

为研究晶体缺陷对奥克托今(HMX)基高聚物粘结炸药(PBX)性能的影响,分别建立了2种PBX"完美"模型和4种缺陷模型。采用分子动力学(MD)方法,对6种PBX模型进行了模拟计算,得到了感度、结合能、爆轰性能和力学性能参数并进行了对比。结果表明,晶体缺陷导致PBX炸药的键连双原子作用能和内聚能密度减小,分别下降2.46～5.72 kJ·mol~(-1)和0.0251～0.0544 kJ·cm~(-3),表明缺陷模型的感度增加,安全性降低;缺陷模型的结合能下降509.61～1618.24 kJ·mol~(-1),表明炸药的稳定性变差;缺陷模型的密度、爆速和爆压均下降,降幅分别为0.01～0.05 g·cm~(-3)、36.35～185.69 m·s~(-1)和0.36～1.79 GPa,其氧平衡和爆热的变化几乎可以忽略不计,表明缺陷模型的毁伤威力降低。晶体缺陷还导致PBX炸药的拉伸模量、体积模量和剪切模量分别下降0.062～1.772、0.261～1.188 GPa和0.012～0.685 GPa,体积模量与剪切模量之比增加0.002～0.366,位错和空位缺陷模型的柯西压分别下降0.822 GPa和0.479 GPa,掺杂和孪晶缺陷模型的柯西压分别上升0.114 GPa和0.491 GPa,表明缺陷模型的抗变形能力下降,柔韧性增强。