兩種吡唑類(lèi)含能化合物的合成及相關(guān)物的理論研究.pdf

1、尋求低（鈍）感高能化合物是含能材料合成的主旨之一。硝基吡唑類(lèi)化合物具有良好的爆轟性能、較低的感度以及較好的分子穩(wěn)定性，得到了研究者的廣泛關(guān)注。
　　本論文主要包括1-氨基-3,5-二硝基吡唑（ ADNP）和1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑（ MTNP）的合成研究以及對(duì)設(shè)計(jì)的硝基二唑類(lèi)化合物進(jìn)行理論研究。
　?。?）采用密度泛函理論（ DFT）的 B3LYP方法在 aug-cc-pVDZ的水平上對(duì)6個(gè)1,1-偶氮-多硝基二唑-

2、氮氧化物的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系進(jìn)行了理論研究。采用原子化方案和 Politzer的方法計(jì)算了化合物的生成熱；鍵離解能（ BDEs）方法計(jì)算了化合物的穩(wěn)定性；Kamlet-Jacob方程預(yù)測(cè)了化合物的爆轟性能；并研究了化合物的熱力學(xué)性能。結(jié)果表明：設(shè)計(jì)的化合物具有較高的正生成熱，較好的穩(wěn)定性以及良好的爆轟和熱力學(xué)性能。其中化合物 R3（9.13 km·s-1,37.81 GPa）和 R6（9.11 km·s-1,37.87 GPa）的爆轟性能

3、與 HMX（9.1 km·s-1,39.00 GPa）相比。R3和 R6可以作為高能量密度化合物（ HEDCs）的潛在候選物。
　?。?）以3,5-二硝基吡唑?yàn)樵希?,4,6-三甲基苯磺酰羥胺（ MSH）為氨化試劑，合成了1-氨基-3,5-二硝基吡唑（ ADNP）。用 MS、IR、NMR以及元素分析手段對(duì)化合物進(jìn)行了表征。用乙醇培養(yǎng)了 ADNP的單晶，經(jīng)四圓單晶 X射線衍射儀測(cè)試得到其晶體結(jié)構(gòu)：ADNP屬正交晶系， P2(1)/

4、n空間群，α=5.543(2)?， b=9.866(4)(A)， c=11.745(5)?， Z=4， Dc=1.79 g/cm3。采用 DSC測(cè)試了其熱性能，熔點(diǎn)為113℃，分解溫度為310℃。獲得了制備ADNP的最佳工藝條件：反應(yīng)溫度20℃， n（3,5-DNP）：n（ MSH）=1：2.0，反應(yīng)時(shí)間5 h，產(chǎn)率為59.3％。
　　（3）以3,4,5-三硝基吡唑?yàn)樵?，硫酸二甲酯?DMS）為甲基化試劑，合成了1-甲基-3,4

5、,5-三硝基吡唑（ MTNP）。用 MS、IR、NMR和元素分析手段對(duì)化合物進(jìn)行了表征。采用 DSC測(cè)試了其熱性能，熔點(diǎn)為91.6℃，分解溫度為223.5℃。獲得了制備 MTNP的最佳工藝條件：n(TNP): n(Me2SO4)=1:2.0，反應(yīng)時(shí)間5 h，反應(yīng)溫度20℃，產(chǎn)率為89.5%。
　　（4）采用 DSC研究了 ADNP在非等溫條件下的熱分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，當(dāng)升溫速率接近于0時(shí)，ADNP的熱分解溫度為271.89℃，表觀活化