6b-硝基-1,3,5-三氧环戊烷[cd]-并环戊二烯-2,4,6-三硝酸酯的合成与晶体结构

以乙二醛(40％)和硝基甲烷为原料,通过缩合、硝化两步反应生成了新型硝酸酯类含能增塑剂6b-硝基-1,3,5-三氧环戊烷[cd]-并环戊二烯-2,4,6-三硝酸酯(2),总收率为40.90％,并采用红外光谱、核磁共振光谱和元素分析对其进行了表征.首次培养并获得了化合物2的晶体结构,晶体结构分析表明,该化合物属于单斜晶系,晶体空间群为P21/n;晶胞参数为:a=7.792(9)(A),b=8.534(9)(A),c=19.41(2)(A),β=117.624(4)°,Mt=370.16,V=1305(2)(A)3,Z=4,Dc=1.884 g· cm-3,λ=0.71073(A),F(000)=752,μ=0.189 mm-1,S=1.097,最终偏差因子R1=0.0488,wR2=0.1289.     

6b-硝基-1,3,5-三氧环戊烷[cd]-并环戊二烯-2,4,6-三硝酸酯的合成与晶体结构（英文）

以乙二醛(40%)和硝基甲烷为原料,通过缩合、硝化两步反应生成了新型硝酸酯类含能增塑剂6b-硝基-1,3,5-三氧环戊烷[cd]-并环戊二烯-2,4,6-三硝酸酯(2),总收率为40.90%,并采用红外光谱、核磁共振光谱和元素分析对其进行了表征。首次培养并获得了化合物2的晶体结构,晶体结构分析表明,该化合物属于单斜晶系,晶体空间群为P21/n;晶胞参数为:a=7.792(9),b=8.534(9),c=19.41(2),β=117.624(4)°,Mr=370.16,V=1305(2)3,Z=4,Dc=1.884 g·cm-3,λ=0.71073,F(000)=752,μ=0.189 mm-1,S=1.097,最终偏差因子R1=0.0488,wR2=0.1289。     

2,2′,4,4′,6,6′-六硝基联苄(HNBB)和2,2′,4,4′,6,6′-六硝基茋(HNS)的分子结构

本文通过X-射线单晶衍射分析确定了2,2′,4,4′,6,6′-六硝基联苄(HNBB)和2,2′,4,4′,6,6′-六硝基茋(HNS)的晶体结构。两者属于单斜晶系,P_(21)/c空间群,晶胞参数为HNBB(a=5.991(2)(?),b=8.134(2)(?),c=18.087(5)(?),β=99.00(2)°,Z=2),HNS(a=14.693(2)(?),b=5.585(0)(?),c=22.159(0)(?),β=108.44(4)°,Z=4)。它们的R因子分别为0.05a(HNBB,954个衍射点),0.050(HNS,1940个衍射点)。HNS在每个晶胞内都含有两种独立的分子(A和B),双键构成的平面严重扭曲于苯环所在的平面,夹角分别为104°(A分子)和98°(B分子),因此双键与苯环之间几乎无共轨作用。     

6b-硝基-1,3,5-三氧环戊烷[cd]-并环戊二烯-2,4,6-三硝酸酯的合成与晶体结构（英）

以乙二醛(40%)和硝基甲烷为原料,通过缩合、硝化两步反应生成了新型硝酸酯类含能增塑剂6b-硝基-1,3,5-三氧环戊烷-并环戊二烯-2,4,6-三硝酸酯(2),总收率为40.90%,并采用红外光谱、核磁共振光谱和元素分析对其进行了表征。首次培养并获得了化合物2的晶体结构,晶体结构分析表明,该化合物属于单斜晶系,晶体空间群为P2₁/n; 晶胞参数为: a=7.792(9),b=8.534(9), c=19.41(2) , β=117.624(4)°, M_r=370.16, V=1305(2) ³, Z=4, D_c=1.884 g·cm-3, λ=0.71073 ,F(000)=752, μ =0.189 mm-1, S=1.097,最终偏差因子 R₁=0.0488,wR₂=0.1289。     

3-硝氨基-4-偕二硝基甲基呋咱二肼盐:合成、结构及性能

以3-氨基-4-偕氯肟呋咱为原料,通过五步反应制备得到3-硝氨基-4-偕二硝基甲基呋咱二肼盐(化合物6)。采用核磁(氢谱、碳谱),红外,元素分析和X射线单晶衍射表征确定了其结构。结果表明,其晶体属于单斜晶系,P21/n空间群,晶胞参数为a=3.7236(4)?;b=14.3867(18)?;c=20.386(2)?;β=92.432(5)°;V=1091.1(2)?3;Z=4;Dc=1.815 g·cm~(-3)。晶体中,阳离子与阴离子之间存在的大量氢键作用,这有利于分子稳定性的提高。水合肼的加入导致了N,N'-亚甲基联3-硝氨基-4-偕二硝基甲基呋咱(化合物5)中C—N键的断裂和化合物6的生成。依据Gaussian 09计算得到化合物6的生成焓为291.7 kJ·mol~(-1),采用经验公式计算得其室温下(298 K)晶体密度为1.782 g·cm~(-3)。使用EXPLO 5计算得到化合物6的爆速(D)与爆压(p)分别为9032 m·s~(-1),35.9 GPa,优于黑索今(D=8848 m·s~(-1),p=34.8 GPa)。通过BAM标准方法测得化合物6的撞击感度为4 J,摩擦感度为76 N。     

1,4-对二(2,4,6-三硝基苯乙烯基)苯的合成、结构和性能（英）

为了寻找新的多硝基茋耐热炸药,采用脑文格缩合反应制备得到了1,4-对二(2,4,6-三硝基苯乙烯基)苯,并采用自然挥发溶剂法在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中培养了单晶。用X-射线单晶衍射法测定了它的晶体结构,结果表明:该晶体属于三斜晶系,P-1空间群,有一个对称中心。通过元素分析、FT-IR、1HNMR、13C NMR、MS对化合物的结构作了进一步的表征,结果表明得到的化合物为目标化合物。采用Gaussian 98程序在DFT-B3LYP/6-31G*,6-311G**水平下对化合物分子进行了几何优化和振动分析。计算结果无虚频,而且计算结果和试验结果一致,证明所得化合物结构相对稳定。通过差示扫描量热法(DSC)和热失重法(TG-DTG),在10℃.min-1的升温速率下研究了化合物的热分解性能,此化合物有较高的熔点(302℃)和热分解温度(311℃),结果表明该化合物有较高的耐热性能。     

水合三硝基间苯三酚的制备、结构及热分解机理

以1,3,5-苯三酚为原料,经磺化、硝化反应制备了2,4,6-三硝基-1,3,5-苯三酚(TNPG),通过改进合成条件提高了产品得率;培养出了TNPG的单晶,用元素分析和FT-IR对其进行了表征,用X-射线单晶衍射对晶体结构进行了测定;该晶体属三方晶系,P3c1空间群,化学式:C6H4.33N3O9.67,Mr=273.12。用TG-DTG和DSC研究了TNPG·2/3H2O的热分解过程,在10℃·min-1的升温条件下,其熔点为167℃,有两个吸热阶段,有两次质量损失过程,在熔化时剧烈放热分解。     

3,6-二(3,5-二甲基吡唑-1-基)-1,2,4,5-四嗪的晶体结构

采用NO2氧化3,6-二(3,5-二甲基吡唑-1-基)-1,2-二氢-1,2,4,5-四嗪(BDT)制备了3,6-二(3,5-二甲基吡唑-1-基)-1,2,4,5-四嗪(BT),在无水乙醇中用缓慢蒸发法培养了其单晶,用X射线衍射分析确定了其晶体结构。结果表明,分子属于单斜晶系,P21/c空间群,晶体学参数为a=1.096 nm,b=1.651 nm,c=0.714 nm,β=103.895(4)°,Z=4。     

三聚氰酸为基的2,4,6-三氧-[1,3,5]三嗪烷-1-三氨基胍盐的合成、晶体结构和热性能（英）

以三聚氰酸钠(CANa)和三氨基胍盐酸盐(TAG-HCl)为原料,通过一步复分解反应制备了一种富氮含能化合物——2,4,6-三氧-[1,3,5]三嗪烷-1-三氨基胍盐(1),收率91%.采用X-射线单晶衍射、UV-Vis、FTIR、1H NMR以及元素分析等对产物进行了结构表征.计算了产物的生成焓和爆轰参数.通过差示扫描量热法(DSC,10 K·min-1)和热重-傅里叶变换红外光谱联用分析了其热稳定性、非等温热分解动力学和热分解过程.通过落锤法测试了产物的撞击感度.结果表明,化合物1的晶体为单斜晶系,P21/n空间群,计算密度为1.676 g·cm-3,生成焓为327.9 kJ·mol-1,爆速为7900 m·s-1,爆压为26.5 GPa.化合物具1有良好的热稳定性,分解峰值温度为538.9 K,提出了N2气氛下可能的热分解机理.且化合物1对撞击非常钝感,撞击感度大于60 J,优于TATB(50 J).     

含能化合物4-氨基-1,2,4-三唑苦味酸盐的晶体结构(英文)

在甲醇溶液中培养了化合物4-氨基-1,2,4-三唑苦味酸盐的单晶。该化合物属于正交晶系,Pcnb空间群,晶体学参数如下:a=9.177(4),b=13.279(6),c=19.855(6),V=2419.5(16)3,Dc=1.720g.cm-3,Z=8,μ(MoKα)=0.152mm-1,F(000)=1280。在2580个点中有2194个独立衍射点(Rint=0.0048),R=0.0588,wR=0.1370,I2σ(I)。通过X射线单晶衍射得到该化合物结构中包含一个4-氨基-1,2,4-三唑阳离子和一个苦味酸阴离子。     

三聚氰酸为基的2,4,6-三氧-[1,3,5]三嗪烷-1-三氨基胍盐的合成、晶体结构和热性能（英文）

以三聚氰酸钠(CANa)和三氨基胍盐酸盐(TAG-HCl)为原料,通过一步复分解反应制备了一种富氮含能化合物——2,4,6-三氧-[1,3,5]三嗪烷-1-三氨基胍盐(1),收率91%。采用X-射线单晶衍射、UV-Vis、FTIR、~1H NMR以及元素分析等对产物进行了结构表征。计算了产物的生成焓和爆轰参数。通过差示扫描量热法(DSC,10 K·min~(-1))和热重-傅里叶变换红外光谱联用分析了其热稳定性、非等温热分解动力学和热分解过程。通过落锤法测试了产物的撞击感度。结果表明,化合物1的晶体为单斜晶系,P2_1/n空间群,计算密度为1.676 g·cm~(-3),生成焓为327.9 kJ·mol~(-1),爆速为7900 m·s~(-1),爆压为26.5 GPa。化合物具1有良好的热稳定性,分解峰值温度为538.9 K,提出了N_2气氛下可能的热分解机理。且化合物1对撞击非常钝感,撞击感度大于60 J,优于TATB(50 J)。     

2,2′,5,5′-四氯-1,1′-偶氮-1,3,4-三唑的合成与晶体结构（英）

4-氨基-1,2,4-三唑与二氯异氰脲酸钠反应合成了2,2′,5,5′-四氯-1,1′-偶氮-1,3,4-三唑,利用X射线衍射分析方法测定了它的晶体结构. 该化合物的晶体结构属三斜晶系,空间群P-1,a=6.2824(13)(A),b=7.7173(15) (A),c=10.443(2)(A),α=89.16(3)°,β=88.20(3)°,γ=89.10(3)°,V=505.94(18)(A)3,Z=2,Mr=301.92,DC=1.982 mg·m-3,F(000) = 296 和μ(MoKα)=1.152 mm-1,最终偏离因子R=0.0498,wR=0.1139,结构分析表明在三唑环和四氮烯键中有强的π电子共轭作用.     

5-(3-氨基呋咱-4-基)-1-羟基四唑及其铵盐、羟胺盐的合成及性能（英文）

以丙二腈为原料,经重氮化、加成、环化等步骤高收率合成了5-(3-氨基呋咱-4-基)-1-羟基四唑(4)及其铵盐(5)、羟胺盐(6)。采用红外光谱、核磁共振、元素分析、X射线单晶衍射等进行了结构表征。用落锤法和摩擦感度仪测试了化合物4,5,6的撞击感度和摩擦感度。用差示扫描量热法研究了化合物4,5,6的热稳定性。结果表明,化合物4,5,6分子间和分子内形成大量氢键,这些氢键对其结构、密度、热性能及感度产生重要影响,尤其是化合物6分子内氢原子均参与氢键形成,导致该化合物具有相对高的密度(1.786 g·cm~(-3))。化合物4,5,6具有低的撞击感度和摩擦感度以及良好的热稳定性,可用作环境友好型新一代不敏感含能材料。     

3,6-二(3′-氨基呋咱-4-基)-1,4-二氧杂-2,5-二氮杂环己-2,5-二烯的晶体结构(英文)

制备并表征了化合物3,6-二(3′-氨基呋咱-4-基)-1,4-二氧杂-2,5-二氮杂环己-2,5-二烯(BADDD) 。其晶体结构参数为:Mr=252.17,三斜晶系,P-1空间群,a=0.48616 (10) nm,b=0.5237 (2) nm,c=0.97076 (19) nm,α=102.25(3)°,β=93.631(17)°,γ=101.88 (2)°,V=0.23489 (12) nm3,Z=1,Dc=1.783 g·cm-3,λ(MoKα) =0.071073 nm,μ(MoKα) =0.153 mm-1,F(000) =128,T=294 (2) k,R1=0.0351 andwR2=0.0875。BADDD分子由两个氨基呋咱环和一个由两个O原子,两个N原子和两个C原子组成的六元杂环构成。分子具有中心对称性。     

1-氨基-2,4-二硝基咪唑的合成、晶体结构及热性能

用三甲基苯磺酰羟胺(MSH)胺化2,4-二硝基咪唑,合成了1-氨基-2,4-二硝基咪唑(ADNI),得率57.8%。用IR、1H NMR、LC-MS及单晶X-射线衍射对其分子和晶体结构进行了表征。结果表明,ADNI属正交晶系,Pca21空间群,a=10.0626(14),b=55.684(8),c=11.5639(15),Z=4,Dc=1.774 g·cm-3。差示扫描量热法(DSC)测试表明,其熔点为172.4℃,热分解峰温为265.6℃。     

4，8-二（2，4，6-三硝基-3，5-二氨基苯基）双呋咱并吡嗪的合成与性能

为探索兼具良好耐热性能和安全性能的新型含能材料,以1-氯-2,4,6-三硝基-3,5-二氨基苯和4H,8H-双呋咱并吡嗪为原料,经取代反应合成了4,8-二(2,4,6-三硝基-3,5-二氨基苯基)双呋咱并吡嗪(NADFP)。采用核磁共振(氢谱、碳谱)、红外光谱、元素分析等测试方法对化合物结构进行了表征。通过溶剂挥发法培养获得NADFP与N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂合物的单晶NADFP·DMF,利用X-射线单晶衍射法进行解析。结果表明,NADFP·DMF属单斜晶系,P2₁/c空间群,a=7.854(3)?,b=18.466(6)?,c=11.093(3)?,ρ=1.640 g·cm^-3。使用Hirshfeld表面分析法计算了分子内/分子间作用力,显示氢键占比高达53.5%。采用差示扫描量热法(DSC)和热失重法(TG/DTG)研究了NADFP的热分解性能,结果显示热分解峰温为337.2℃和368.8℃。研究了NADFP的理论爆轰性能和机械感度,密度为1.81 g·cm^-3,固相生成热827.1 kJ·mol     

3,6-二（3 ′-氨基呋咱-4-基）-1,4-二氧杂-2,5-二氮杂环己-2,5-二烯的晶体结构（英）

制备并表征了化合物3,6-二(3'-氨基呋咱-4-基)-1,4-二氧杂-2,5-二氮杂环己-2,5-二烯(BADDD) .其晶体结构参数为:Mr=252.17,三斜晶系,P-1空间群,a=0.48616 (10) nm,b=0.5237 (2) nm,c=0.97076 (19) nm,α=102.25(3)°,β=93.631(17)°,γ=101.88 (2)°,V=0.23489 (12) nm3,Z=1,Dc=1.783g·cm-3,λ (MoKα)=0.071073 nm,μ(MoKα)=0.153 mm-1,F(000)=128,T=294 (2) k,R1=0.0351 and wR2=0.0875.BADDD分子由两个氨基呋咱环和一个由两个O原子,两个N原子和两个C原子组成的六元杂环构成.分子具有中心对称性.     

5-(3-氨基呋咱-4-基)-1-羟基四唑及其铵盐、羟胺盐的合成及性能（英）

以丙二腈为原料,经重氮化、加成、环化等步骤高收率合成了5-(3-氨基呋咱-4-基)-1-羟基四唑(4)及其铵盐(5)、羟胺盐(6).采用红外光谱、核磁共振、元素分析、X射线单晶衍射等进行了结构表征.用落锤法和摩擦感度仪测试了化合物4,5,6的撞击感度和摩擦感度.用差示扫描量热法研究了化合物4,5,6的热稳定性.结果表明,化合物4,5,6分子间和分子内形成大量氢键,这些氢键对其结构、密度、热性能及感度产生重要影响,尤其是化合物6分子内氢原子均参与氢键形成,导致该化合物具有相对高的密度(1.786 g·cm-3).化合物4,5,6具有低的撞击感度和摩擦感度以及良好的热稳定性,可用作环境友好型新一代不敏感含能材料.     

6-甲基-2-叠氮基-5-硝基-嘧啶-4(3H)-酮(AMNP)的合成、晶体结构及性能

为了获得性能优良的含能材料,以5-氨基四唑和丙酮酸乙酯为原料,经过环化、硝化两步反应合成了一种新型含能化合物6-甲基-2-叠氮基-5-硝基-嘧啶-4(3H)-酮(AMNP),总产率为60%,并采用元素分析、红外分析、核磁共振对其结构进行了表征。在异丙醇中培养得到了AMNP单晶,利用X-射线单晶衍射分析仪确证了其分子结构和晶体结构,晶体属于斜方晶系,空间群Pna2_1,相对分子质量M_r=196.1 4,晶胞参数a=19.800(4) A,b=5.6660(1 0) A,c=1 4.300(3) A,V=1 604.3(5) A~3,Z=8,晶胞密度D_c=1.624 g·cm~(-3);采用差示扫描量热法(DSC)和热失重法(TG/DTG)研究了其热分解性能,结果显示其第一热分解峰温为227.39℃,第二热分解峰温为298.75℃,表明其具有良好的热稳定性;采用BAM标准方法测试了其机械感度,结果表明,撞击感度10 J,摩擦感度大于360 N。     

ADN/18C6共晶制备与表征

采用溶剂挥发法制备出二硝酰胺铵(ADN)/18-冠醚-6(18C6)共晶,通过X射线单晶衍射(SXRD)确定其晶体结构,并采用增重法测试共晶的吸湿性。结果表明,该共晶体属于单斜晶系,空间群为C2/c,晶胞参数为:a=23.935(3),b=8.6327(11),c=20.324(3);β=112.874(3)°,Z=8。该共晶主要依靠N—H…O型中强氢键作用形成。ADN/18C6共晶结构的形成使ADN的吸湿率从18%降低至1.2%。