1-(2,3-环氧丙基)-2-甲基-5-硝基咪唑的晶体结构及参数计算

采用相转移催化法,制得了1-(2,3-环氧丙基)-2-甲基-5-硝基咪唑(1),并使用单晶X-射线衍射法测定1的晶体结构,结果表明,1属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数a=6.570(5)A,b=7.536(5)A,c=9.050(6)A,V=423.5(5)A3,Z=2,晶体密度为1.436 g/cm3,最终偏离因子R1=0.045 6,ωR2=0.132 4。采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G**基组水平上对1进行了结构优化,计算得到1的理论密度为1.465 g/cm3,固相生成焓为-123.76 k J/mol。     

3,3-二氯-2-羟基-4-羰基-4-对甲苯基丁酸异丙酯的合成及晶体结构

通过α,α-二氯4'-甲基苯乙酮与乙醛酸异丙酯反应合成标题化合物,收率61.5％,产物结构经核磁、IR、X-射线单晶衍射确定.结构数据表明晶体属单斜系,P2(1)/c空间群,晶胞参数为a=11.336 7(19)(A),b=10.831 1(17)(A),c=12.437(2)(A),α=90.00°,β=101.285°,γ=90°,V=1 497.6 (4) (A)3,Dc=1.416 g/cm3,μ=0.443 mm-1,F(000)=664,Z =4,R1 =0.047 3,wR2 =0.0967.     

2,9-二甲基-1,2,3,4,7,8,9,10-八氢-1,10-菲啰啉的晶体结构研究

通过2,9-二甲基-1,10-菲啰啉和氰基硼氢化钠的反应,成功制备了2,9-二甲基-1,2,3,4,7,8,9,10-八氢-1,10-菲啰啉(1),并用元素分析、核磁共振、高分辨质谱等方法对所合成的化合物进行了表征,并采用挥发法培养了化合物1的单晶,并利用X-射线单晶衍射技术测定和研究了化合物1的晶体结构。在化合物1中,2,9-二甲基-1,2,3,4,7,8,9,10-八氢-1,10-菲啰啉分子采取受限扭曲的椅式构象,分子之间以交错平行模式堆积,并通过弱的C-H…π作用相互连接成为一维超分子链。晶体结构数据:三斜晶系,空间群P-1,a=9.052(9),b=10.241(9),c=14.809(12),α=71.07(5),β=79.79(3),γ=77.22(4),Z=1,V=1258(2)3。     

2-(2-羟苯基)苯并咪唑的新颖合成和晶体结构

基于2-(2-1羟苯基)苯并咪唑(HPBI)在生物学、药理学及光电材料等方面的性质和应用意义,查阅大量文献,报道了配体HPBI新颖的合成方法,采用单晶衍射进行表征,并进行了该配体的晶体结构测定.结果表明,晶体属于单斜晶系,空间群P2(1),晶胞参数:α=3.8541(10)A°,b=2.2170(6)A°,c=5.86...     

2-甲基咪唑-4,5-二羧酸镍配合物的合成及其晶体结构

以配体2-甲基咪唑-4,5-二羧酸与氯化镍反应,合成出了一个新的配合物[Ni(HMIDC-)]2(H2O)2]n;采用单晶X射线衍射方法测定了配合物的晶体结构。结果表明,所合成的配合物属正交晶系,pbca空间群,晶胞参数a=0.683 74 nm,b=1.388 13 nm,c=1.655 19 nm,V=1 570.97 nm3,Z=4,Dc=1.831 g/cm3,F(000)=1 000.0,GOF=1.304。镍原子与两个不同配体H2MIDC中的咪唑上的氮原子、羧基氧原子以及水分子配位,且形成了六配位八面体构型。配合物由分子间氢键构筑成了三维超分子氢键网络结构。     

2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪的晶体结构

以水为溶剂培养得到了2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪(NNHT)单晶,用元素分析、红外光谱、核磁共振等对其结构进行了表征,用X-射线单晶衍射仪测定了其晶体结构.结果表明,NNHT的分子式为C3H6N6O4,相对分子质量为190.14,晶体属单斜晶系,空间群为P21/c.晶体学参数为:a=0.939 3(2)nm,b=0.859 0(2)nm,c=0.901 5(2)nm,β=91.173(4)°,V=0.7272(3)nm3,Z=4,Dc=1.737 g·cm-3,μ=0.157 mm-1,F(000)=392,最终偏差因子R1=0.058 3.分析了NNHT和RDX、NQ的结构差别,讨论了其感度和结构之间的关系.     

微波辐射下2-环己烷基-1,3-二氢苯并咪唑的合成及其晶体结构

以邻苯二胺、环己酮为原料,在微波辐射下合成得到标题化合物2-环己烷基-1,3-二氢苯并咪唑(C12H16N2,Mr=187.26),其合成条件是:n(邻苯二胺)∶n(环己酮)=1∶1.2(邻苯二胺1.08 g,环己酮1.18 g),冰醋酸2 mL,辐射时间3 min,微波功率153 W。用红外光谱和核磁共振氢谱对产物进行了表征,并用单晶X射线衍射法测定了其单晶结构,标题化合物晶体属正交晶系,空间群Fdd2,a=2.060 0(4)nm,b=2.433 0(5)nm,c=0.855 00(17)nm,α=90°,β=90°,γ=90°,V=4.285 2(15)nm3,Z=16,Dc=1.161 g/m3,μ=0.070 mm-1,F(000)=1 616,GOF=1.002,R1=0.058 5,wR2=0.150 9。     

3,3,6,6-四甲基-9-喹啉基-2,4,5,7,9,10-六氢化吖啶-1,8(2H,5H)-二酮衍生物的合成、晶体结构

由2-氯喹啉-3-甲醛及衍生物、双甲酮和醋酸铵在温和的条件下在醋酸中生成6个收率为83%~93%的化合物3,3,6,6-四甲基-9-喹啉基-2,4,5,7,9,10-六氢化吖啶-1,8(2H,5H)-二酮衍生物,并培养成单晶。通过元素分析、IR、1HNMR、质谱和X射线单晶衍射对其结构进行了表征。测得晶体Ⅲa属单斜晶系,空间群为Pccn,晶胞参数为a=2.229 1(4)nm,b=1.192 3(2)nm,c=1.727 4(3)nm,α=β=γ=90°,Dc=1.199 g/cm3。     

三维配合物Zn(HDTIM)·1.5H_2O的合成、晶体结构及性质

以4,5-二氰基咪唑(HIMDN)为原配体运用不同的方法设计合成了三维配合物Zn(HDTIM).1.5H2O(HDTIM=4,5-di(1H-tetrazol-5-yl)-2H-imidazole),利用元素分析,X-射线单晶衍射,粉末衍射以及热重分析等手段对标题化合物进行了表征,配合物属于正交晶系,P212121空间群,晶胞参数:a=0.8643(6)nm,b=0.8885(6)nm,c=1.5450(10)nm,α=β=γ=90(1)°,结果表明配合物1在较高温度下具有良好的热稳定性。     

1,5-二氨基-3-硝基-1,2,4-三唑的合成及晶体结构

以3,5-二硝基-1,2,4三唑铵盐为原料,经还原、氨化合成出1,5-二氨基-3-硝基-1,2,4-三唑(BANT),总收率为64%,采用红外光谱、核磁共振光谱、质谱以及元素分析等进行了结构表征。培养了BANT单晶,四圆衍射分析表明,BANT晶体属于单斜晶系,晶体空间群为C2/c,晶包参数为:a=11.672(4)nm,b=3.7395(13)nm,β=1.463°,c=13.365(5)nm,V=564.5(3)nm3,Dc=1.696g/cm3。     

一水合双四唑乙烷氨基胍的制备及性能研究

采用一锅法制备了新型高氮化合物——一水合双四唑乙烷氨基胍盐(CH7N4·C4H4N8·H2O)。用红外光谱和元素分析对其单晶进行了表征,用X射线单晶衍射法测定了其晶体结构;用TG-DTG法和DSC法测试了其热性能;用Kissinger法和Ozawa法计算了其非等温动力学参数;用氧弹量热法测试了其燃烧热;用K-J方程计算了其爆速、爆压,并测试了其机械感度。结果表明,该晶体属于单斜晶系,空间群为C2/c(No.15),晶胞参数为:a=1.126 1(2)nm,b=0.710 62(14)nm,c=2.724 1(5)nm,β=95.95(3)°,V=2.168 2(8)nm3,Z=4,理论密度为1.527g/cm3;该化合物在289.3℃开始分解,具有良好的热稳定性,其非等温动力学反应活化能为219.05kJ/mol,指前因子lg(A/s-1)为38.61;燃烧热为9.515MJ/kg,生成焓为2 892.2kJ/mol,爆速为6.95km/s,爆压为19.3GPa;撞击感度高于50cm,摩擦感度为0,表明该化合物具有较低的机械感度和良好的热稳定性。     

4,5-二氧代氰基咪唑盐酸盐的合成与表征

以4,5-二氰基咪唑为起始原料,通过羟胺氰基加成、重氮化取代、水解脱氯化氢等反应自主设计、合成了新型含能化合物4,5-二氧代氰基咪唑盐酸盐,总收率为58.2%;利用红外、核磁和元素分析等方法对目标化合物和中间体进行了结构表征;培养了中间体4,5-二氯肟基咪唑盐酸盐的单晶,用SHELXTL程序解析计算单晶的X射线衍射数据得到晶体的结构参数;利用DSC法分析了4,5-二氧代氰基咪唑盐酸盐的热分解性能。结果表明,4,5-二氯肟基咪唑盐酸盐晶体属于斜方晶系、Pna2(1)空间群,相对分子质量为259.47,密度为1.699g/cm3;4,5-二氧代氰基咪唑盐酸盐热分解温度始于140.23℃,经162.73℃和177.73℃两个分解放热峰,直至208.48℃分解放热结束,说明其结构比较稳定。     

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。     

4-氨基-1,2,4-三唑-3,5-二硝基苯甲酸盐的晶体结构、比热容及热力学性质

用4-氨基-1,2,4-三唑的甲醇溶液与3,5-二硝基苯甲酸的甲醇溶液合成了4-氨基-1,2,4-三唑-3,5-二硝基苯甲酸盐.室温下培养出单晶,通过X射线衍射测定晶体结构,晶体属于单斜系,空间群为G/c,晶胞参数为:a=1.8160(2) nm,b=0.4818(5)nm,c=2.6160(3) nm,α=γ=90°...     

[Zn(IMI)_4](ClO_4)_2的合成与晶体结构

制备了高氯酸四咪唑合锌的单晶,用X-ray单晶面探衍射仪测定了其晶体结构。结果表明,晶体属于单斜晶系,空间群为C2/c。晶胞参数为a=1.8625(9)nm,b=0.6662(3)nmc,=1.9324(9)nm,β=115.396(5)°,晶胞体积V=2.166 0(17)nm3,计算密度Dc=1.645 g/cm3,晶胞分子数Z=4,单胞中电子数目F(000)=1 088。该化合物的分子式为[Zn(IMI)4(]ClO4)2,是由4个咪唑分子直接与二价锌离子配位、高氯酸根离子结合形成的配合物。并利用差示扫描量热法(DSC)和热重-微分热重法(TG-DTG)对该配合物的热分解进行了研究。     

四水合5,5′-联四唑-1,1′-二氧锂盐的晶体结构与性能

制备了四水合5,5′-联四唑-1,1′-二氧锂盐[Li2(BTO)(H2O)4]n,培养了[Li2(BTO)(H2O)4]n的单晶。采用X-射线衍射仪测定了单晶结构。采用DTA/TG技术研究了[Li2(BTO)(H2O)4]n的热性能,并测试了其撞击感度和摩擦感度。结果表明,该晶体属于三斜晶系,空间群为P-1,晶体学参数为:a=0.534 5(17)nm,b=0.636 3(2)nm,c=0.830(3)nm,α=105.904(7),β=98.216(7),γ=111.516(7),V=2.430 2(13)nm3,z=2,D=1.736g/cm3。其热分解峰温为349.1℃,撞击感度为71.8cm,摩擦感度为0。     

4-氨基-1,2,4-三唑苦味酸盐的合成与性能

以4-氨基-1,2,4-三唑和苦味酸为原料合成了含能化合物4-氨基-1,2,4-三唑苦味酸盐(4-ATPA),其结构经元素分析、FTIR、MS和1HNMR表征。在甲醇和乙醇溶液中获得了两种不同显微形貌的4-ATPA晶体,SEM分析表明,它们分别为长柱形和椭球形,XRD及DSC分析表明它们的晶型相同。X射线单晶衍射计算得到晶体密度为1.720g/cm3。经测定,4-ATPA的部分热性能及机械感度为:熔点195.26℃,400℃下不分解,真空安定性实验(VST)0.16mL.g-1(120℃,48h),失重(TG)0.14%(120℃,48h);撞击感度为4%、摩擦感度为0%(90°)、特性落高H50=87.4cm(5kg落锤),均优于TNT,静电火花感度V50=3.909kV,E50=0.233J,与环三亚甲基三硝胺(RDX)相当,5s爆发点360℃,1000s临界温度251℃。结果表明:4-ATPA有良好的综合热稳定性和较低的机械感度,是一种综合性能优良的炸药。     

(4S,5S)-4,5-双(胺甲酰基)-2-(2-溴苯基)-1,3-二氧戊环的合成、谱学表征及其晶体结构

(4S,5S)-4,5-双(胺甲酰基)-2-(2-溴苯基)-1,3-二氧戊环是合成铂类抗癌药的关键中间体。以邻溴苯甲醛为原料,与D-酒石酸二乙酯进行缩合反应,再经胺解得到标题化合物。通过探讨反应物摩尔比、催化剂用量、反应时间对反应结果的影响,得到最佳反应条件:n(D-酒石酸二乙酯)∶n(邻溴苯甲醛)=1.3∶1,催化剂用量为反应物总质量的4.5%,10 mL环己烷,回流反应6 h;常温导入氨气反应4 h,粗产物Ⅰ经乙醇重结晶,收率67.1%,熔点113~114℃。以无水乙醇为溶剂,经溶剂挥发得到目标产物单晶,并通过熔点、元素分析、MS、1HNMR和X射线单晶衍射仪确定了产物结构。对产物进行了谱学表征和晶体结构分析。该晶体属于单斜晶系,P21空间群,晶胞参数:a=94.150(19)nm,b=144.58(3)nm,c=96.170(19)nm,α=90.00°,β=111.14(3)°,γ=90.00°,V=1.2210(5)nm3,Dx=1.714 g/cm3,Z=4,F(000)=632,μ=3.38 mm-1,S=1.00,R=0.063,wR=0.181。     

5,5′-联四唑-1,1′-二氧-2-甲基咪唑含能离子盐的制备、表征及其热行为

以5,5′-联四唑-1,1′-二羟基二水化合物(H2BTO·2H2O)和2-甲基咪唑为原料合成了一种新的5,5′-联四唑-1,1′-二氧-2-甲基咪唑含能离子盐(M2BTO)。采用X-射线单晶衍射、FT-IR、1 H NMR、13 C NMR和元素分析进行了结构表征;利用差示扫描量热分析(DSC)和热重-微分热重分析(TG-DTG)研究了该含能离子盐的热分解过程及其非等温分解反应动力学;利用Kamlet-Jacobs经验公式对其爆速、爆压参数进行了理论计算;采用WL-1型撞击感度测试仪测定了M2BTO的特性落高H50;采用Kissinger法和Ozawa法计算了其反应活化能。结果表明,M2BTO晶体属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数为:a=0.538 60(5)nm,b=0.726 76(6)nm,c=1.111 49(11)nm,V=401.00(6)×10-3nm3,ρ=1.534g/cm3,Z=1;M2BTO分解峰值温度为542.1K,TG曲线上只存在一个失重阶段,该阶段位于503.5~568.2K,失重为78.2%,表明其有较好的热稳定性;表观活化能为134.7kJ/mol(Kissinger法)和136.7kJ/mol(Ozawa法),二者一致性较好,指前因子1n(A/s-1)=29.33;其爆速、爆压的理论计算值分别为7 104m/s、20.23GPa,特性落高(H50)大于61.0cm。     

2,2′-硫代双对叔辛基苯酚的合成与晶体结构

合成了标题化合物。通过IR1、HNMR及X-射线单晶衍射对其结构进行了表征。该晶体属三斜晶系,P-1空间群,a=11.068(4)nm,b=11.226(5)nm,c=11.916(5)nm,α=83.004(7)°,β=75.641(7),°V=1.337 8(9)nm3,Z=2,Dc=1.094 g/cm3,F(000)=480,R1=0.064 3,wR2=0.200 4。