多硝基立方烷研究进展

综述了具有立体笼状骨架的新一类多硝基立方烷含能物质的合成、性能及研究进展。多硝基立方烷中,八硝基立方烷能量高,感度低,热稳定性好。     

笼状骨架含能化合物构建研究进展

笼状结构因其高对称性、高环张力和致密的堆积密度成为理想的含能化合物骨架,是含能材料研究领域的热点。综述了以单质型含能化合物和金属络合物型含能化合物分类的已报道的笼状骨架含能化合物。其中,笼状骨架的单质含能化合物重点归纳了立方烷、伍兹烷、金刚烷等体系,典型化合物八硝基立方烷和六硝基六氮杂异伍兹烷已成为能量水平最高的单质含能化合物;笼状骨架的金属络合物型含能化合物重点介绍具有三维网络笼状空间的结构,该类化合物通过紧凑的排列方式形成了致密的网络结构,利用包裹方式将其它组分融入笼状结构中。指出,笼状骨架的单质含能化合物进一步的研究方向应以解决制备路线过长,成本过高的问题,为应用研究提供基础;笼状骨架的金属络合物型含能化合物研究处于起步阶段,种类较少是主要问题,但该类化合物普遍制备简易,成本较低且能量水平较高,应作为笼状骨架含能化合物下一步发展的重点方向。     

笼形含能化合物热分解研究进展

笼形含能化合物因能量高、密度大而成为当前含能材料领域的研究热点,阐明其热分解机理对于深入研究其爆轰机理及提高热稳定性均有重要意义。以笼形骨架为线索,介绍了金刚烷衍生物、立方烷衍生物和异伍兹烷衍生物三类笼形含能化合物的热分解研究进展,总结了上述三类笼形化合物热分解规律:金刚烷衍生物热分解始于取代基且具有"桥头C"效应,立方烷衍生物热分解通常始于笼形结构的C-C键,多硝基异伍兹烷热分解一般始于脱硝基。后续研究应进一步丰富笼形含能化合物的种类,开展笼形化合物热分解的系统性研究,特别是笼状骨架的热分解机理研究。     

炸药合成研究的最新进展

炸药合成的最近进展为高能多硝基碳环笼状化合物的出现。这类化合物以其高密度及高强力能吸引了炸药研究者,它们的能量可能比奥克托今高20—35％。目前已经把硝基引入了七种碳环笼状化合物;已合成了12个含多达4个硝基的热安     

典型笼状含能材料晶体早期冲击反应的从头算分子动力学模拟

笼状骨架赋予含能分子额外的应变能和结构稳定性,有望优化含能材料高能量密度和低感度之间的问题。但笼状含能晶体在冲击波刺激下的化学反应机理尚不清晰,亟需从笼状骨架调控、单分子分解、晶体集体响应3个层次开展系统研究。为此,研究以具有平面分子结构的三氨基三硝基苯(TATB)作为参考体系,对比了具有笼状结构的八硝基立方烷(ONC)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)和4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环十二烷(TEX)体系,开展了ONC、CL-20、TEX晶体结构在8～11 km·s^-1冲击波作用下的演化并进行了从头算分子动力学模拟。模拟结果表明,含能晶体的冲击感度排序为ONC>CL-20>TEX>TATB,通过与冲击波/撞击感度的文献试验数据对比进行了验证。反应机理表明：(i)异伍兹烷骨架中的富电子氧/氮促进了离域效应,适中的空间自由度赋予其弹性变形能力,加强了笼状骨架的结构稳定性,延缓了冲击反应进程;(ii)基于异伍兹烷的笼状分子分解时,硝基的脱落先于笼状分子的坍塌发生,游离的硝基与其他中间产物的排斥作用阻碍了分子间的团聚,...     

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.     

国外高能量密度化合物研究新进展

详细介绍了国外有关六硝基六氮杂异伍兹烷、八硝基立方烷、3，3’—二硝基—4，4’—氧化偶氮呋咱和N^5 这几种高能量密度化合物的研究新进展。     

多硝基立体笼状化合物——高能炸药合成的最新进展(上)

美国正在进行多硝基笼状化合物的合成,目前已进入第二阶段,把硝基引入了七种碳氢笼状化合物,到目前为止已经合成了12个含多达四个硝基的热安定的多硝基笼状化合物。     

多面体含能材料的爆速和爆压预估

当采用R-P经验方法预估多硝基笼状化合物最大理论密度下爆速和爆压时,需要修正F因子中与分子结构有关的A/3项,使F因子包含有来自笼状分子高晶体密度和分子内部高张力能的贡献。与K-J方法相比,改进R-P方法既保持了原式的优点,又使预估结果获得明显改善。把K-J方法预估结果作为基础数据,利用改进R-P方法估算25种多硝基笼状化合物的爆速和爆压,结果表明该方法的相对误差分别为±1.9％和±5.2％。而用R-P方法时,预估爆速和爆压的相对误差分别为±14.0％和±21.4％。     

多硝基立体笼状化合物——高能炸药合成的最新进展(下)

四、金刚烷及二金刚烷的多硝基衍生物用间接方法合成多硝基笼状化合物的最早实例是1,3,5,7-四硝基金刚烷(1a)的合金,因此1,3,5,7-四硝基金刚烧是第一个含4个确基的笼状化合物。这项工作是由美国陆军武器研究发展工程中心的索洛特及吉尔伯特等人于1980年完成的。他们以容易得到的金刚烷为最     

新一代炸药──多硝基笼状化合物的研究综述

综述了美国对多硝基笼状化合物性能参数的理论计算结果和笼状化合物最佳硝基数目的确定以及近年来的合成研制现状和下一步的合成目标．     

多硝基立方烷的合成、结构和性能研究进展

详细阐述了目前国内外在多硝基立方烷及其相关领域开展的主要工作，包括多硝基立方烷的合成、结构、物理化学性质和爆轰性能等方面的实验和理论工作，对其研究进展和应用前景作了评介。     

六硝基六氮杂异伍兹烷合成工艺研究进展

综述了近年来针对高能量高密度化合物六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW或CL-20）合成工艺的制造和改进的研究进展,对以六苄基六氮杂异伍兹烷（HBIW）为中间体的3条工程化制造路线的优缺点和应用情况进行了讨论,并对合成CL-20的新工艺路线存在新型异伍兹烷前体合成及其硝化产率都很低,副反应多,异伍兹烷笼形立体结构易破裂等难点进行了分析,得出CL-20的低成本制造技术发展方向为寻求新型高效的催化剂和探索新合成工艺路线的结论。     

六硝基六氮杂异伍兹烷制备工艺研究开发新进展

六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)是一种能量密度很高的新型含能化合物,具有广阔使用前景.本文对其制备工艺路线进行了综述.根据工艺安全、产品纯度和制备成本对合成六硝基六氮杂异伍兹烷三种常用硝化前体:四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADB)、四乙酰基二甲酰基六氮杂异伍兹烷(TADF)和四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)重点进行了讨论.     

六硝基六氮杂异伍兹烷多晶型物的远红外及激光拉曼光谱

测得了一种高张力多环笼形化合物——六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)四种晶型(α、β、γ和ε)的远红外(FIR)及激光拉曼(LR)光谱。对各光谱的特征峰进行了分析比较。这些光谱为HNIW多晶型物的定性鉴别与定量分析、为HNIW的晶型控制提供了有用的数据。     

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。     

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。     

共轭和笼状体系精确生成热的计算

以四唑衍生物和多取代基立方烷为例，评介了通过合理选择参照物、将设计等键等电子对反应简便地用于有机共轭和笼状体系的精确生成熟的计算方法。还以实例指出以“基团加和法”求生成热的局限性。     

三唑类含能化合物研究进展

三唑类含能化合物是近些年发展的一类新型含能化合物,具有高生成焓、高氮含量和高热稳定性的特点。本文从分子结构出发,综述了单三唑类、双三唑类、吡唑基三唑类、噁二唑基三唑类和四唑基三唑类等40余系列含能化合物的最新合成研究成果,对部分化合物性能进行了阐述。并结合三唑类含能化合物的性能特点,指出基于构效关系设计新型三唑化合物,平衡能量-安全间的矛盾关系,是发展高能钝感三唑含能化合物的有效策略;在此基础上,设计合成笼状三唑含能化合物是较具潜力的发展方向,并提出筛选综合性能优异的三唑化合物开展应用研究。     

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.