摘要：为探索超声强化化学反应的可行性,掌握强化工艺规律,选取FOX-7前体2-甲基-4,6-嘧啶二酮(MPO)的合成作为研究对象,设计了MPO连续流合成方法。以盐酸乙脒和丙二酸二乙酯为原料,经连续缩合、酸化合成得到MPO,并利用红外光谱(IR)、质谱(MS)及元素分析等进行了结构表征;探究了超声强化作用下缩合反应的关键影响因素及工艺规律。结果表明,最佳反应条件为停留时间9min,反应温度60℃,超声功率150W,原料摩尔比n(盐酸乙脒)∶n(丙二酸二乙酯)为1∶1.15,反应液浓度1.0mol/L(以盐酸乙脒计);得到MPO收率86.6%,纯度99.7%,反应时间由传统釜式工艺的7.5h缩短至9min,大大提高了反应效率,获得的产品粒径小于100μm,粒径均匀、分散性好,表明该超声反应器连续制备效率高,有大规模的应用前景。

摘要：丙二腈是一种重要的有机合成原料。介绍了丙二腈分子中亚甲基和氰基的反应特性。利用氰基的反应活性可以构建氮杂环母体骨架,可进一步赋予能量,设计并合成多种性能优异的含能化合物。丙二腈作为原料可以合成3,4-二(3’-硝基呋咱-4’-基)氧化呋咱(DNTF)和1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(HATO)等新型含能材料。系统综述了构建呋咱、四唑、异呋咱、偶氮桥联、醚桥联等含氮含能化合物的合成方法。同时,重点介绍了典型含能化合物的爆轰性能等物理化学性能。对基于丙二腈的含能化合物的合成思路和方法进行总结并提出建议,为未来设计、合成具有自主知识产权且性能优异的新型含能材料提供参考。

摘要：联氮杂芳环化合物是一类重要的富氮含能化合物,是国内外含能材料研究领域热点之一。氮杂芳环可通过N—N、C—N单键等不同键合方式而获得种类繁多的联氮杂芳环含能化合物,主要包含对称型与非对称型两类结构,也可按双环、三环及多环等环系特征进行分类。综述了呋咱、多氮唑等富氮环系通过N—N、C—N单键键合所形成的联氮杂芳环含能化合物研究进展,重点评述了联氮杂芳环的构建方法及其含能化合物合成技术途径探索,同时,简要介绍了典型联氮杂芳环含能化合物的物化与爆轰性能。发展简捷、高效及条件温和的新型环系合成方法,引入新型高能基团,设计新型联氮杂芳环含能化合物应是今后该领域研究的重点。

摘要：为解决目前三呋咱并氧杂环庚三烯(TFO)的合成方法难于工业化的问题,设计了TFO便捷合成新方法。以3,4-双(3’-硝基呋咱-4’-基)氧化呋咱(DNTF)为原料,经醚化、还原合成了TFO,总收率为71.1%,并利用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)、质谱(MS)及元素分析等进行了结构表征;探讨了还原反应的关键影响因素,确定了最佳的反应条件为:还原剂为亚磷酸三乙酯,料比n(还原剂):n(BFFO)为2:1,反应温度为80℃,时间为18h。采用DSC研究了TFO的热性能,分解点为377.4℃。基于Gussian 98程序的B3LYP方法,在6-31G(d,p)基组水平上对TFO的结构进行了优化,得到了稳定的几何构型和键级,在振动分析的基础上求得体系在不同温度下的热力学性质,得到了温度对热力学性能影响的关系式,结果表明TFO分子结构稳定性较好。

摘要：设计了一种新型高能量密度化合物2,6,8,12-四硝基-4,10-二(硝基氧化偶氮基)-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(TNBIW)。采用B3LYP法在6-31G**基组水平上对其结构进行了优化,得到其稳定的几何构型,在振动分析的基础上求得体系的振动频率和IR谱。采用Monte-Carlo法、Politzer推导的公式、Kamlet-Jacobs公式和VLW方程估算了密度、生成焓及爆轰性能。利用逆合成分析法设计了合成路线。结果表明,TNBIW笼形环与CL-20笼形环结构相似,但由于笼形结构更加扭曲,其结构稳定性较CL-20有所降低;键离解能(BDE)为124.71kJ/mol,稳定性良好;预估密度2.025g/cm3,爆轰性能优于HMX,与CL-20相当,是一种爆炸性能良好的潜在含能化合物。

摘要：设计合成了高能量密度材料1,4-二硝基呋咱并[3,4-b]哌嗪(DNFP)。即以N,N′-二叔丁基乙二胺为起始原料,低温条件下与二氯乙二肟缩合环化生成1,4-二叔丁基哌嗪-2,3-二酮肟(PDO-tB),而后在氢氧化钠的乙二醇溶液中高温反应脱水环化得1,4-二叔丁基呋咱并[3,4-b]哌嗪,经98%硝酸和硫酸的混酸体系硝解合成出DNFP,总收率32.6%,采用红外光谱、核磁共振谱、元素分析对DNFP和中间体结构进行了表征;改进了PDO-tB的合成工艺条件,加料方式由一次性加入改为缓慢滴加,并确定了适宜的冷浴温度为-18℃;研究了不同硝解体系对反应的影响,确定了适宜的硝解体系为硝硫混酸,硝解收率为61.7%。

摘要：3,7,10-三氧代-2,4,6,8,9,11-六苄基-2,4,6,8,9,11-六氮杂[3,3,3]螺桨烷(HBPTO)是合成高能量密度材料2,4,6,8,9,11-六硝基-2,4,6,8,9,11-六氮杂[3,3,3]螺桨烷的关键中间体。以尿酸(UC)和铁氰化钾为起始原材料,经氧化-加成、缩合、取代反应等合成了目标化合物HBPTO,总收率8.58%。用~1H NM R,^(13)C NM R,FT-IR,M S及元素分析对其结构进行了表征。探讨了中间体二氨基甘脲(DAGU)的合成反应机理,揭示了其微观反应过程。优化了合成DAGU的工艺条件。改进了3,7,10-三氧代-2,4,6,8,9,11-六氮杂[3,3,3]螺桨烷(PTO)的合成工艺。自行设计了经DAGU与N,N'-羰基二咪唑的一步缩合反应合成PTO的新方法;优化合成DAGU的最佳工艺条件为:n(UC)∶n(K3Fe(CN)3)=1∶4.2,反应温度为25℃,反应时间为0.5 h,收率为43.2%。

摘要：以3-氨基-5-硝基-1,2,4三唑(ANTA)、3,5-二硝基-1,2,4三唑的铵盐(ADNT)及2,4,6-三硝基氯苯为原料,设计、合成了1-苦基-3-氨基-5-硝基-1,2,4三唑,4-苦基-3,5-二硝基-1,2,4三唑2种未见文献报道的硝基三唑衍生物,其熔点分别为251～252℃,156～157℃,同时改进了2,4,6-三(3-氨基-5-硝基-1,2,4三唑)-1,3,5-均三嗪合成方法,并采用红外光谱、核磁共振光谱、元素分析等对目标化合物进行了结构表征。探讨了3-氨基-5-硝基-1,2,4三唑与2,4,6-三硝基氯苯缩合反应机理,并研究了反应介质、催化剂等关键因素对缩合反应的影响。确定适宜的反应条件为:DMF作为介质,温度70℃,时间8h。

摘要：呋咱醚含能化合物是一类重要的含能材料,具有熔点较低、能量较高、塑性强的优点。从20世纪90年代起始,该类含能化合物已成为含能材料研究领域重要方向之一。本文综述了对称与非对称呋咱醚含能化合物的醚化合成方法,全面介绍了典型含能化合物FOF-1、FOF-2、FOF-11以及FOF-13的合成、性能及应用研究进展。设计出11种未见文献报道的呋咱醚含能化合物结构,并采用半经验计算方法 PM3进行了物化与爆轰性能预估,其中2种呋咱醚含能化合物密度大于1.90 g·cm-3、爆速大于9000 m·s-1。

摘要：设计并改进了偶氮二羧酸二丙酯(DPAD)的合成路线。以氯甲酸丙酯、水合肼为起始原料,用水替代有机溶剂作为反应介质制备联胺二羧酸二丙酯,然后用硝酸氧化得到DPAD,并采用元素分析、红外光谱、核磁共振、质谱等验证了其结构。该合成方法具有原材料来源广泛、操作简便、收率高、制备成本低等优点。用自制的DPAD作为Mitsunobu环化试剂进行四元成环反应,成功地合成了1-叔丁基-3-羟甲基-3-硝基-氮杂环丁烷盐酸盐。