吡啶并环脲硝基衍生物结构和爆轰性能的量子化学研究（英文）

采用Guassian03程序,在DFT-B3LYP/6-31G**水平下得到吡啶并环脲硝基衍生物的分子几何构型、电子结构、理论密度和生成热,采用Kamlet-Jacobs方程计算了爆速和爆压值。结果表明,化合物1,3,5,7-四硝基-5,7-二氢二咪唑[4,5-b:4′,5′-e]吡啶-2,6(1H,3H)-二酮和8-氨基-1,3,5,7-四硝基-5,7-二氢二咪唑[4,5-b:4′,5′-e]吡啶-2,6(1H,3H)-二酮具有良好的爆轰性能,但化合物1,3,5,7-四硝基-2,6-二氧杂-1,2,3,5,6,7-六氢二咪唑[4,5-b:4′,5′-e]吡啶-4-氧化物、1,3,5,7,8-五硝基-2,6-二氧杂-1,2,3,5,6,7-六氢二咪唑[4,5-b:4′,5′-e]吡啶-4-氧化物(8)和8-氨基-1,3,5,7-四硝基-2,6-二氧杂-1,2,3,5,6,7-六氢二咪唑[4,5-b:4′,5′-e]吡啶-4-氧化物的结构不稳定。分子的对称性、空间位阻和氢键是影响分子稳定性的3个主要因素。     

4,5-二硝基咪唑有机铵盐的制备

以咪唑为原料,用硝硫混酸硝化制备4,5-二硝基咪唑,再将4,5-二硝基咪唑与氨气反应生成其铵盐水合物.用红外光谱、核磁共振光谱、元素分析等对其结构进行了表征,讨论了反应温度、反应时间、混酸摩尔比等因素对目标产物得率的影响.结果表明,通过优化工艺,产物的总得率达到71.6％以上.硝硫混酸的摩尔比对产品的得率影响最大,温度...     

4,5-二硝基-2-氯咪唑与5-氨基-4-硝基-2-氯咪唑的合成

以4-硝基-2-氯咪唑为原料,硝化制得4,5-二硝基-2-氯咪唑,然后与氨水反应得到5-氨基-4-硝基-2-氯咪唑,总收率67.8%,采用质谱、红外光谱等进行了结构表征。利用自然键轨道分析了4,5-二硝基-2-氯咪唑的电荷分布,其计算数值与氨化实验结果相符。     

2-(2-羟基-4-溴苯基)-5,6-二硝基苯并咪唑的合成

以4,5-二硝基邻苯二胺和5-溴水杨醛反应,控制不同条件,可分别得到单Schiff碱化合物5-溴水杨醛缩4,5-二硝基邻苯二胺和苯并咪唑衍生物2-(2-羟基-4-溴苯基)-5,6-二硝基苯并咪唑,前者在一定的条件下能够关环转化为后者,对它们的结构进行了UV-Vis、IR、1HNMR、MS表征,对构形转化的反应机理进行了研究.     

咪唑-4,5-二甲酰肼的合成方法研究

本文以咪唑-4,5-二羧酸酯为原料,对咪唑-4,5-二甲酰肼的合成方法进行了研究。通过改变水合肼的用量并选择合适的反应溶剂,分别研究了用咪唑-4,5-二羧酸二甲酯和咪唑-4,5-二羧酸二乙酯合成酰肼的反应活性及产率的差异,分析了合成咪唑-4,5-二甲酰肼的最佳方案,并优化了合成工艺。     

不敏感炸药1-甲基-294，5-三硝基咪唑的合成

以咪唑为原料,通过两步硝化制得1,4-二硝基咪唑,然后在氯苯中热重排得2,4-二硝基咪唑,将2,4-二硝基咪唑进一步硝化并制得2,4,5-三基咪唑的钾盐,最后将钾盐甲基化,得到1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑。采用红外光谱、元素分析、核磁的方法对其结构进行表征。用DSC进行了热分解研究。同时优化了2,4-二硝基咪唑的重排工艺：反应温度为120℃-125℃,反应时间为4h,1,4-二硝基咪唑和氯苯的物质的量比为1：30。对2,4,5-三硝基咪唑不稳定性进行了分析。     

不敏感炸药1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑的合成

以咪唑为原料,通过两步硝化制得1,4-二硝基咪唑,然后在氯苯中热重排得2,4-二硝基咪唑,将2,4-二硝基咪唑进一步硝化并制得2,4,5-三硝基咪唑的钾盐,最后将钾盐甲基化,得到1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑.采用红外光谱、元素分析、核磁的方法对其结构进行表征.用DSC进行了热分解研究.同时优化了2,4-二硝基咪唑的重排工艺:反应温度为120℃～125℃.反应时间为4h,1,4-二硝基咪唑和氯苯的物质的量比为1:30.对2,4,5-三硝基咪唑不稳定性进行了分析.     

咪唑类化合物的合成与表征

以二氨基马来腈为原料,依次合成了4,5-二氰基咪唑、1-甲基-1H-咪唑-4,5-二甲腈、1-甲基-1H-咪唑-4,5-二羧基、1-甲基-1H-咪唑-5-甲酸四种水溶性咪唑类化合物;进一步与四乙二醇单甲醚发生酯化反应合成一种长链的酯醚类咪唑化合物,其结构经1HNMR、13CNMR、MS(ESI)、元素分析进行表征。     

1-甲基-2，4，5-三硝基咪唑合成工艺优化

以咪唑为原料,通过两步硝化制得1,4-二硝基咪唑,然后在氯苯中热重排得2,4-二硝基咪唑,将2,4-二硝基咪唑进-步硝化并制得2,4,5-三硝基咪唑的钾盐,最后将钾盐甲基化,得到1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑（MTNI）,收率23％。采用红外光谱、元素分析、核磁共振的方法对其结构进行表征。用DSC进行了热分解研究。优化了2,4-二硝基咪唑的合成工艺：反应温度为123±2℃,反应时间为6h,n（1,4-二硝基咪唑）：n（氯苯）=1：9。改进了前两步硝化条件和2,4,5-三硝基咪唑钾盐的合成工艺。     

1-甲基-4,5-二硝基咪唑热分解行为研究

采用DSC-TG联用技术对1-甲基-4,5-二硝基咪唑(4,5-MDNI)的热分解行为进行了研究,采用DSC-TG技术,在2.0、5.0、10、15.0℃/min线性升温速率和氮气气氛条件下,考察了4,5-MDNI的非等温热分解机理及反应动力学,运用多种方法对非等温热分析数据进行分析,确定了4,5-MDNI热分解反应的...     

1-甲基-4,5-二硝基咪唑的晶体结构和热分解

采用溶剂缓慢挥发法在室温下培养出1-甲基-4,5-二硝基咪唑(4,5-MDNI)的单晶,并用X射线四圆衍射仪测定了其单晶结构,晶胞参数为a=8.4123(A),b=12.646(A),c=6.5627(A),V=698.2(A)3,Z=4,D=1.637g/cm3,F(000)=352,属斜方晶系,空间群Pna2(1)...     

新型含能材料1-甲基-2，4，5-三硝基咪唑的研究进展

综述了高能钝感炸药1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑（MTNI）的研究进展,详细介绍了由咪唑,2,4-二硝基咪唑,甲基咪唑三种原料制备MTNI的工艺。此外还介绍了MTNI的热分解性能,晶体结构,爆炸性能,感度等方面的性能,简述了其应用前景。     

4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑及其含能盐的合成与表征

以4,5-二氰基-1,2,3-三唑为原料,经过重氮化偶联反应和[2+3]偶氮环加成反应合成了4,5-二(1H-5-四唑基)-1,2,3-三唑,并经过复分解反应合成了7种高氮含能盐。采用IR、~1 H NMR、~(13) C NMR对化合物的结构进行了表征;采用DSC法研究了它们的热行为;基于B3LYP/6-311G**方法计算了各化合物的理论密度、标准生成焓,并通过EXPLO5预估了各化合物的爆速和爆压。结果表明,8种化合物均具有较好的热稳定性;生成焓为647.4~1 579.4kJ/mol;爆速为7 652~8 389m/s;爆压除化合物2外均高于20GPa;除化合物1、7、8外,其他化合物标准状况下的气体产生量均大于800L/kg,是潜在的气体发生剂。     

3,4-双(5-氢-1-四唑基)呋咱的合成及理论计算

以3-氨基-4-硝基呋咱(ANF)为原料,与原甲酸三乙酯、叠氮化钠反应,得到3-硝基-4-(5-氢-1-四唑基)呋咱(化合物1),然后低温下经氨水胺化得到3-氨基-4-(5-氢-1-四唑基)呋咱(化合物2),化合物2与原甲酸三乙酯、叠氮化钠反应,最终得到3,4-双(5-氢-1-四唑基)呋咱(化合物3)。采用IR、~1 H NMR、~(13) C NMR及元素分析对3种化合物的结构进行了表征;采用密度泛函理论B3LYP/6-311+G**方法预估了化合物1~3的标准生成焓、密度、爆速、爆压。结果表明,通过控制反应条件,确定了制备化合物2的最佳工艺条件为:化合物1与氨水摩尔比为1∶2,反应时间3h,反应温度-10℃。化合物2的收率为70%。四唑环的引入使化合物1~3都具有较高的正生成焓,其中化合物3最高,达到1 090.07kJ/mol。化合物1的爆速、爆压与RDX相当。除化合物2密度略低于TNT外,化合物1~3各性能均优于TNT。与化合物2和3综合比较,化合物1的性能最佳,密度为1.76g/cm~3,爆速为8 590m/s,爆压为32.3GPa。     

4,5‐Bis(5‐tetrazolyl)‐1,2,3‐triazole: Synthesis and Performance

4,5‐Bis(5‐tetrazolyl)‐1,2,3‐triazole (BTT) was synthesized by a new method. Its structure was characterized by IR and ¹³C NMR spectroscopy and elemental analysis (EA). The thermal stability of BTT was investigated by TG‐DSC technique. The kinetic parameters including activation energy and pro‐exponential factor were calculated by Kissinger equation. The combustion heat, detonation products, hygroscopicity, impact, and friction sensitivity were also measured. The formation heat, detonation pressure, and detonation velocity of BTT were calculated. BTT has high detonation pressure and detonation velocity (P=35.36 GPa, D=8.971 km s⁻¹). BTT has potential application prospect as environmentally friendly gas generant, insensitive explosive and solid propellant.     

5,5′-氧化偶氮双(4-硝基-1,2,3-三唑-1-)氧化呋咱的理论研究与性能预估

设计了一种新型富氮类高能量密度化合物5,5′-氧化偶氮双(4-硝基-1,2,3-三唑-1-)氧化呋咱,采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G**基组水平上得到该化合物全优化构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率I、R谱;通过键级分析得到热解引发键的键离解能(BDE);预估了该化合物密度、生成焓、爆速、爆压和爆热,并预测了撞击感度。结果表明,该化合物存在11个强吸收峰,校正后热解引发键的BDE为144.77 kJ/mol,热分解活化能为204.93 kJ/mol,稳定性较优;密度1.975 g/cm3、生成焓963.837 kJ/mol、爆速9 015 m/s(K-J)、9 337 m/s(VLW),爆压38.64 GPa(K-J)、50.60 GPa(VLW);撞击感度H50为16.89 cm,稍低于RDX(24 cm)和HMX(26 cm)。