炸药的发展与展望(下)

七、多硝基立体笼状化合物多硝基立体笼状化合物也是一大类可能出现高能炸药的合成目标。由于它们是一类新化合物以及它们在结构上的特殊性,所以另列一节。立体笼状化合物的特点是密度高并含有张力能,这两种特点都能对提高能量做出贡献。多硝基立体笼状化合物不仅具有高的能量密度,而且它们的起爆感度低。据计算这类化合物中的某些成员的爆轰输出比奥克托今高20％～35％。立体笼状化合物包括四面体烷、三棱柱烷、立方烷、一高立方烷、二高立方烷、二高五棱     

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。     

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．     

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.     

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     

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。     

高密度笼状烃衍生物的合成及热性能

以环戊二烯(CPD)或甲基环戊二烯(MCPD)为原料,通过Diels-Alder反应、[2+2]环加成反应、羰基和含氮试剂的加成反应合成了五环[5.4.0.02,6.03,10.05,9]十一烷、甲基五环[5.4.0.02,6.03,10.05,9]十一烷的腙类衍生物,通过质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等确证了产物结构,并通过PDSC研究了部分化合物在高温下的热分解性能。高张力笼状烃衍生物可改善笼状烃的挥发性能,分解过程放热,且分解温度随压力增大略有升高,可用作新型炸药或高能燃料组分。     

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。     

TATB序列炸药的结构-性质的理论研究

用最新的PM5方法研究了TATB序列炸药--平面多环芳香类以及立体芳香类炸药的结构及性质.得到了它们的电子结构、前线轨道能级差、红外光谱以及热力学性质等.在此基础上利用VLW程序得到了这些化合物的理论爆轰参数.结果表明,对平面芳香环的氨基硝基炸药而言,环的数目增加降低了以其为基的炸药的稳定性;而对立体成环的芳香类化合物而言,其稳定性与苯并环的数目有以下关系5＞3＞4＞6个苯并环.这些数据为以后合成研究此类炸药提供了可供极具参考价值的信息.     

硝基吡唑类化合物的合成研究进展

综述了12种硝基吡唑化合物的合成方法并进行了比较,重点介绍了能量高于2,4,6-三硝基甲苯(TNT)、感度低于TNT或能量更高的吡唑类低熔点系列含能化合物,如3,4-二硝基吡唑(3,4-DNP)、1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑(MTNP),为此类含能化合物的进一步合成及性能研究提供一定的参考,为高密度、高能量、低感度炸药及可替代TNT的熔铸炸药载体的进一步研究探索提供一定的新思路。认为以下三个方面将会是今后一段时期内的研究重点:探索MTNP新合成路及工艺优化,研究3,4-二硝基吡唑和MTNP的物化性能及其高能化合物的组合配方,寻找硝基吡唑化合物合成中需求的绿色硝化剂和催化剂。     

含吡啶环硝胺炸药设计与合成途径探索

为降低炸药的感度,同时保持炸药的高能特性,需要合成高能低感单质炸药。本研究把含吡啶环炸药的钝感性与硝胺炸药的高能性相结合,将吡啶环引入炸药分子内的同时,尽可能在炸药分子中引入含有N—N键的硝酰胺基团,提出高能低感含吡啶环硝胺炸药;在研究分子和晶体结构与爆炸性能和安全性能之间的规律性联系基础上,设计了多个含吡啶环硝胺炸药目标物结构;进行了合成路线的设计,通过缩合反应、N-硝化反应、N-氧化反应、C-硝化反应等合成手段,获得含吡啶环硝胺炸药化合物的合成途径。     

含能快递

<正>美国爱达荷大学合成出一种热稳定性优异的不敏感含能材料富氮杂环化合物往往具有高能特点,其合成一直是含能材料领域的研究热点。近期,美国爱达荷大学合成出一种热稳定性优异的低感炸药分子,是一种含硝基、氨基的吡唑并三嗪稠环化合物。该化合物是以3,5-二氨基-4-硝基吡唑为原料,采用亚硝酸叔丁酯进行选择性重氮化,再采用硝基乙腈钠盐处理制备而得。该化合物的密度为1.90 g·cm~(-3),热分解温度达到388℃,高于TATB和LLM-105,属于典型的耐热     

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％。     

芳香炔醇的合成及其与TNT荧光猝灭研究

芳香多环共轭化合物分子多呈现平面结构,该类化合物大多具有荧光效应.当富电子的荧光共轭化合物与缺电子多硝基化合物接触时,荧光会发生猝灭.利用硝基化合物对荧光共轭化合物的荧光猝灭性质,可用于炸药的检测.     

硝基二唑炸药爆炸参数的经验计算(Ⅰ)

以2,4,5-三硝基咪唑(2,4,5-TNI)为"母体"结构单元,用硝基、硝氨基和偶氮基等爆炸基团取代其1位氮上的氢原子获得系列新型多硝基咪唑类炸药分子。运用Brinkley-Wilson(B-W)法则、Rothsteine’s和Kamlet方法等对该类炸药的爆炸参数进行了计算,并与HMX等炸药的爆炸参数进行了比较。结果表明,该类炸药密度大,爆速为7.9-9.2km·s-1,爆压为29.0-42.0GPa,接近RDX甚至HMX,是一类新型高能量密度材料化合物;该类炸药分子中含芳香咪唑环,预计其分子稳定性良好。     

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。     

含能快递

<正>美国马里兰大学合成出低感高能熔铸炸药BNFF硝基取代杂环化合物具有高能量、高生成热的特性,其合成已在含能材料领域有着多年的研究。近日,美国马里兰大学结合分子理论模拟设计,采用新的四步法合成了含能杂环化合物3,4-双(4-硝基-1,2,5-噁二唑-3-基)-1,2,5-噁二唑-2-氧化物(BN FF),该合成方法较为简单,产物得率高,且易放大。所得产物BNFF具有较高的能量密     

氧化呋咱衍生物的合成研究进展

综述了实验室构筑氧化呋咱环的常用方法。讨论了合成氧化呋咱衍生物的前体化合物———3氨基4叠氮羰基氧化呋咱的各种制备方法及其优缺点。介绍了含苯环的氧化呋咱衍生物的合成方法,如由苯环上邻位硝基和叠氮基热解脱氮或氧化邻硝基苯胺的氨基得到苯并氧化呋咱环,以及氧化与苯环直接键合的碳碳双键生成氧化呋咱环等。     

二唑类熔铸炸药载体的分子设计

熔点是界定炸药能否成为熔铸炸药载体的一个重要指标。为了获取炸药分子结构与熔点之间的关系,考察了硝基二唑类化合物分子结构与熔点之间的关系。归纳、总结了熔点与炸药分子的母体结构、取代基团数量与配置的变化关系。得到了二唑类含能化合物的结构与熔点之间的规律性。以吡唑环为基本结构单元,设计了7种低熔点炸药,其中5种炸药预测的熔点低于120℃。结果表明,1-氨基-3,4,5-三硝基吡唑和1-甲基-3,5-二硝基吡唑基-4-甲硝胺两种吡唑类含能化合物预测熔点分别为112.7℃和86.5℃,其爆轰性能均优于TNT。     

硝基二唑炸药爆炸参数的经验计算(Ⅱ)

选取3,4,5-三硝基吡唑（TNP）为“母体”结构单元,用爆炸基团如硝基、硝氨基、偶氮和氧化偶氮基等对其1位氮原子上的氢原子进行消除修饰,构建一类新型多硝基吡唑类炸药分子。运用Brinkley-Wilson（ B-W）法则,Rothsteine′s和Kamlet等方法对该类炸药的爆炸参数进行了计算,并与RDX和HMX等炸药进行了比较。结果表明,该类炸药密度大,爆速为7．9～9．3 km· s-1,爆压为29．0～42．0 GPa,是一类新型高能量密度材料化合物,该类炸药分子中含芳香吡唑环,预测其分子稳定性良好。