N,N’-二硝基-N,N’-二(3-([1,2,3]-三唑并[4,5-c]呋咱-4,5-内盐-5-基)呋咱-4-基)二氨基甲烷的合成与表征

以二氨基呋咱(DAF)为起始原料,经Caro's acid氧化、锌粉还原、环化、缩合和硝化五步反应得到N,N’-二硝基-N,N ’-二(3-([1,2,3]-三唑并[4,5-c]呋咱-4,5-内盐-5-基)呋咱-4-基)二氨基甲烷(MNOTO),总收率为32.7％(以DAF计).用元素分析、核磁共振、红外光谱等进行了结构表征.用浓硝酸和醋酐作为硝化体系硝化N,N’-二(3-([1,2,3]-三唑并[4,5-c]呋咱-4,5-内盐-5-基)呋咱-4-基)二氨基甲烷(MAOTO),考察了反应温度、反应时间以及浓硝酸与醋酐摩尔比对反应收率的影响,硝化体系中硝酸和醋酐的最佳摩尔比为1.5∶1,反应温度15～20℃,反应时间为5h.     

5-(4-叠氮呋咱基)-[1,2,3]三唑[4,5-c]并呋咱内盐的合成、晶体结构及性能

以3,4-二氨基呋咱为原料,经重氮化-叠氮化、氧化-环化等反应合成了一种新型无氢富氮含能材料5-(4-叠氮呋咱基)-[1,2,3]三唑[4,5-c]并呋咱内盐(AFTF);采用红外光谱、核磁共振、元素分析等方法表征了目标物的结构;获得了AFTF的单晶并进行了晶体结构解析;采用DSC方法研究了AFTF的热稳定性,初步探讨了氧化-环化反应机理;采用Gaussian 09程序CBS-QB3方法计算了AFTF的固相生成热,基于晶体密度和固相生成热,利用EXPLO5爆轰软件预估了AFTF的爆轰性能。结果表明,化合物AFTF晶体为正交晶系,空间群为P 2(1)2(1)2(1),晶胞参数为:a=8.1782(17),b=8.6446(18),c=11.521(2),V=814.5(3)3,Z=4,μ=0.151 mm^-1,F(000)=440;AFTF的熔点为101.02℃,热分解温度为186.39℃;AFTF晶体密度为1.795 g/cm 3(296 K),氮含量为63.6%,理论爆速为8.982 km/s,爆压为33.5 GPa,生成热为1178.9 kJ/mol,爆热为6450.8 kJ/kg,表明AFTF是一种爆轰性能优良的无氢富氮高能量密度化合物,有望应用于高能推进剂或气体发生剂领域;低熔点特性有望使其作为熔铸炸药载体使用。     

N,N’-二（硝基苯并二氧化呋咱）草酰胺的合成

研究了化合物N,N’-二（硝基苯并二氧化呋咱）草酰胺的合成。3,3’,5,5’-四氯-2,2’,4,4’6,6’-六硝基草酰苯胺（Ⅰ）在DMF中,室温下与叠氮化钠水溶液反应,生成化合物3,3’,5,5’-四叠氮基-2,2’,4,4’6,6’-六硝基草酰苯胺（Ⅱ）,收率79.8%。化合物（Ⅱ）在丙酸中,110℃左右进行热解脱氮得到目标化合物N,N’-二（硝基苯并二氧化呋咱）草酰胺（Ⅲ）,熔点220 ℃(分解),收率79.1％,并通过红外光谱、质谱及元素分析确定了目标化合物的结构。由密度瓶法测得化合物的密度为1.86g?cm-3,根据氮当量公式计算的理论爆速为8.529km?s-1,爆压为33.31GPa,根据氧平衡指数值计算的h50值为70.02cm。     

3,3’-二硝基-4,4’-偶氮氧化呋咱的合成及性能

以丙二酸单酰肼单钾盐为原材料,经硝化和哑硝化反应“一锅法”合成了4-氨基-3-叠氮羰基氧化呋咱(AN-FO),然后通过ANFO合成出3,3 ’-二氨基-4,4’-偶氮氧化呋咱(DAAFO),DAAFO在双氧水/浓硫酸溶液中氧化为DNAFO.用元素分析、IR、MS和DSC-TG对其结构进行了表征.结果表明,丙二酸单肼单钾...     

8-氨基苯并[4,5]呋喃并[3,2-d]嘧啶类衍生物的合成与表征

以5-硝基水杨醛为原料,经过氰基化、醚化、两次成环、氯代等反应合成11个新型的8-位氨基取代苯并[4,5]呋喃并[3,2-d]嘧啶类化合物,利用1HNMR、13CNMR、IR和MS对其结构进行了表征,并对该反应条件进行了探索,得出最优的反应条件。     

8-氨基苯并[4,5]呋喃并[3,2-d]嘧啶类衍生物的合成与结构表征

以5-硝基水杨醛为原料,经过氰基化、醚化、两次成环、氯代等反应合成11个新型的8-位氨基取代苯并[4,5]呋喃并[3,2-d]嘧啶类化合物,利用1HNMR、13CNMR、IR和MS对其结构进行了表征,并对该反应条件进行了探索,得出最优的反应条件。     

N,N'-二(硝基苯并二氧化呋咱)草酰胺的合成及爆轰性能研究

合成了化合物N,N'-二(硝基苯并二氧化呋咱)草酰胺并考察了其爆轰性能。3,3',5,5'-四氯-2,2',4,4',6,6'-六硝基草酰苯胺(Ⅰ)在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,室温下与叠氮化钠水溶液反应,生成化合物3,3',5,5'-四叠氮基-2,2',4,4',6,6'-六硝基草酰苯胺(Ⅱ),收率79.8%。化合物Ⅱ在丙酸中,110℃左右进行热解脱氮得到目标化合物N,N'-二(硝基苯并二氧化呋咱)草酰胺(Ⅲ),熔点220℃(分解),收率79.1%,并通过红外光谱、质谱及元素分析确定了目标化合物的结构。由密度瓶法测得化合物的密度为1.86 g/cm3,根据氮当量公式计算的理论爆速为8.529 km/s,爆压为33.31 GPa,根据氧平衡指数值计算的h50值为70.02 cm。     

3,4-二(4'-氨基-3',5'-二硝基苯基)氧化呋咱的合成及热性能

以4-甲氧基苯腈为原料,经肟化、重氮化、脱氮、关环、硝化及胺化等六步反应合成3,4-二(4'-氨基-3',5'-二硝基苯基)氧化呋咱(DANBF),并优化了肟化、氧化呋咱成环及硝化反应的条件,用DSC、TG等对目标化合物的热性能进行了表征.结果表明,氧化呋咱成环反应的最适宜条件为:Na2CO3摩尔量为理论摩尔量的1.35倍,反应温度2～10℃,反应时间5h,收率58.1％,纯度不小于99.0％(HPIC).芳基取代的氧化呋咱化合物具有较好的热稳定性.     

3,4-二(4′-氨基-3′,5′-二硝基苯基)氧化呋咱的合成及热性能

以4-甲氧基苯腈为原料,经肟化、重氮化、脱氮、关环、硝化及胺化等六步反应合成3,4-二(4′-氨基-3′,5′-二硝基苯基)氧化呋咱(DANBF),并优化了肟化、氧化呋咱成环及硝化反应的条件,用DSC、TG等对目标化合物的热性能进行了表征。结果表明,氧化呋咱成环反应的最适宜条件为:Na2CO3摩尔量为理论摩尔量的1.35倍,反应温度2～10℃,反应时间5h,收率58.1%,纯度不小于99.0%(HPLC)。芳基取代的氧化呋咱化合物具有较好的热稳定性。     

双-(4-N,N-二甲基氨基苯基)甲烷的合成

研究了以N,N 二甲基苯胺与甲醛为原料合成双 (4 N,N 二甲基氨基苯基)甲烷的方法。适宜条件:用对氨基苯磺酸作催化剂,反应温度75℃,反应时间6h,N,N 二甲基苯胺、甲醛和对氨基苯磺酸的摩尔比为2∶1 5∶0 1,产品收率96 3%。     

双-(4-N,N-二甲基氨基苯基)甲烷的合成研究

以N,N-二甲基苯胺和甲醛为原料合成了4,4-N,N-二甲氨基二苯甲烷,讨论了影响反应的各种因素,确定了合成的最佳工艺条件.     

双[2-(5-硝基-2H-四唑基)-2,2-二硝乙基]硝胺的合成与量子化学计算

以2-偕二硝甲基-5-硝基四唑钾盐(KDNMNT)为原料,在硫酸-水介质中经KDNMNT与乌洛托品(HMTA)的缩合反应制备出双[2-(5-硝基-2 H-四唑基)-2,2-二硝乙基]胺(BNTDNEA),BNTDNEA在H2NO3介质中经硝化反应制备出双[2-(5-硝基-2 H-四唑基)-2,2-二硝乙基]硝胺(NTEA),总收率为30.20%。用红外光谱、核磁和元素分析对BNTDNEA和NTEA的结构进行了表征。用量子化学方法对NTEA的密度(ρ)、生成焓[ΔfHm(s)]、爆速(D)和爆压(p)进行了理论计算。结果表明,合成BNTDNEA的最佳反应条件为:n(KDNMNT)∶n(HMTA)=2.5∶1.0,反应温度40℃;合成NTEA的最佳条件为:硝化体系为98%的硝酸,硝化反应温度为5℃。NTEA的ρ、ΔfHm、D和p值分别为1.97g/cm3、416.02kJ/mol、9.336km/s和41.53GPa,其能量水平与CL-20相当。     

3,4-二(吡嗪-2′-基)氧化呋咱的合成与表征

以2-氰基吡嗪为原料,经肟化、重氮化、脱氮、环化四步反应合成出-3,4-二(吡嗪-2′-基)氧化呋咱(DPF),总收率为51.0%,纯度99.3%;利用红外光谱、核磁共振、质谱、元素分析等手段对中间体与目标化合物的结构进行表征;探讨了氧化呋咱成环反应机理以及肟化、重氮化/脱氮及氧化呋咱成环的影响因素.氧化呋咱成环的最佳反应条件:Na_2CO_3摩尔量为理论值的1.10～1.25倍,反应温度2～10℃,反应时间4 h,收率75.6%,纯度不小于99.0%(HPLC).     

两种1H,4H-3,6-二硝基吡唑[4,3-c]并吡唑含能离子盐的合成及热行为

以1H,4H-6-硝基吡唑[4,3-c]并吡唑-3-羧酸为起始原料,经过一步脱羧硝化反应得到1H,4H-3,6-二硝基吡唑[4,3-c]并吡唑(DNPP),收率76.7%,然后与硝酸铅、3,6-二肼基-1,2,4,5-四嗪反应合成了DNPP碱式铅盐(PbDNPP)与DNPP的3,6-二肼基-1,2,4,5-四嗪含能离子盐(DHT-DNPP)。采用红外光谱、1 H NMR、13 C NMR、质谱及元素分析等对其结构进行了表征,利用DNPP质谱裂解碎片信息,探讨了热解反应机理,揭示了其裂解微观反应过程。采用DSC和TG-DTG法研究了DNPP及其两种盐的热行为。结果表明,DNPP、Pb-DNPP和DHT-DNPP的放热分解峰分别为256.4、319.1和174.3℃,显示Pb-DNPP比DNPP和DHT-DNPP有更好的热稳定性。     

2,6-二[4-′(N,N-二苯基氨基)芪]苯并[1-2,4-5]二噁唑的合成与发光特性

通过对二苯氨基苯甲醛与2,6-二(4-氯甲基苯基)苯并[1-2,4-5]二唑之间的Wittig-Horner反应,设计并合成了一个2,6-二[4-′(N,N-二苯基氨基)芪]苯并[1-2,4-5]二唑新化合物,目的在于均二苯乙烯分子中同时引入空穴传输和电子传输结构单元,可望提高均二苯乙烯型发光材料的发光强度和光量子效率.采用UV-VisI、R1、HNMR和元素分析等分析方法对合成产物结构进行了确认,并考察了溶剂对其光致发光特性的影响.所合成化合物的相关分析数据表明:1)其分子中的两个均二苯乙烯基均为反式“芪”结构特征;2)随溶剂极性增高,其UV-Vis光谱和荧光光谱的λmax红移;3)可用作蓝色发光材料.     

2,6-二[4＇-（N,N-二苯基氨基）芪] 苯并[1-2,4-5]二唑的合成与发光特性

通过对二苯氨基苯甲醛与2,6-二（4-氯甲基苯基）苯并[1-2,4-5]二（口恶）唑之间的Wittig-Horner反应,设计并合成了一个2,6-二[4＇-（N,N-二苯基氨基）芪]苯并[1-2,4-5]二（口恶）唑新化合物,目的在于均二苯乙烯分子中同时引入空穴传输和电子传输结构单元,可望提高均二苯乙烯型发光材料的发光强度和光量子效率.采用UV-Vis、IR、1HNMR和元素分析等分析方法对合成产物结构进行了确认,并考察了溶剂对其光致发光特性的影响.所合成化合物的相关分析数据表明：1）其分子中的两个均二苯乙烯基均为反式＂芪＂结构特征;2）随溶剂极性增高,其UV-Vis光谱和荧光光谱的λmax红移;3）可用作蓝色发光材料.     

7H-三呋咱并[3,4-b∶3',4'-f∶3",4"-d]氮杂环庚三烯及新型含能衍生物合成及性能的理论计算

以3,4-双(3'-硝基呋咱-4'-基)氧化呋咱(DNTF)为原料,经亲核取代、环化、还原反应得到7H-三呋咱并[3,4-b:3',4'-f:3″,4″-d]氮杂环庚三烯(HTFAZ);利用HTFAZ的反应活性,自主设计合成了两种新型含能化合物7-(2,4,6-三硝基苯基)-三呋咱并[3,4-b:3',4'-f:3″,4″-d]氮杂环庚三烯(化合物1)和7-(2,4,6-三硝基-3,5-二氨基苯基)-三呋咱并[3,4-b:3',4'-f:3″,4″-d]氮杂环庚三烯(化合物2),并采用红外、核磁(1H NMR、13C NMR)、元素分析等进行了结构表征;采用DSC方法研究了化合物1和化合物2的热性能;采用Kamlet-Jacobs方程预估了两种化合物的爆轰性能。结果表明,改进HTFAZ的合成路线后,HTFAZ的收率达到63. 2%;化合物1和化合物2的热分解温度分别为371. 7℃和296. 3℃,表现出良好的热稳定性;化合物1的密度为1. 90 g/cm~3,理论爆速为8033 m/s,理论爆压为30. 11 GPa,其爆轰性能优于TNT,密度和热稳定性高于TNT和RDX。     

N,N￠-二-(4,6-二氯-[1,3,5]-三嗪基)-2,6-二氨基己酸的合成与鞣制性能

在水为介质的条件下,以三聚氯氰(TCT)与赖氨酸(Lys)为原料,经缩合反应制备N,N?-二-(4,6-二氯-[1,3,5]-三嗪基)-2,6-二氨基己酸(简称DTDHA),利用FTIR和1HNMR对其结构进行了表征。通过正交实验考察了原料物质的量之比、缚酸剂种类、反应时间对产物收率的影响,得出较适宜的反应条件为:n(三聚氯氰)∶n(赖氨酸)=3.0∶1.0,KOH做缚酸剂,反应时间6 h,在该条件下DTDHA产率为91%。并将产物应用于生皮鞣制,以鞣制坯革的收缩温度为考察指标,采用单因素实验对鞣制工艺条件进行了优化。得到适宜的鞣制工艺条件为:鞣剂用量20%(以灰皮质量为基准,下同),温度从25℃开始每隔2 h阶梯上升15℃,最终达到55℃,鞣制总时间8h,在该条件下,坯革的收缩温度为85.6℃。该鞣制工艺下合成产物具有良好的鞣制效应,是一种新型的有机合成鞣剂。