呋咱含能化合物的合成及其衍生物反应研究进展

阐述了二肟脱水和氧化呋咱还原2种构建呋咱环的主要方法,以及氨基取代呋咱衍生物、硝基取代呋咱衍生物和氰基取代呋咱衍生物的反应;列举了几种典型的呋咱含能化合物如二硝基呋咱(DNF)、二氨基偶氮呋咱(DAAF)、3,4–双(4′–硝基呋咱–3′–基)氧化呋咱(DNTF)、呋咱醚类化合物(FOF–1,FOF–2,FOF–13)和稠环类呋咱含能化合物(MNOTO、4,5,9,10–四硝基–1,4,5,8–四氮杂氢化萘(2,3,–6,7)并双呋咱)的合成方法及性能。     

苦基呋咱醚化合物的性能预估

为得到综合性能优良的高能量密度材料,设计了氧桥苦基呋咱系列化合物苦基-(3-硝基呋咱基-4)醚(FOP)、双(3-硝基呋咱基-4)苦基醚(DFOP)和叁(3-硝基呋咱基-4)苦基醚(TFOP).采用B3LYP/6-31G方法、Kamlet公式及H50经验公式对3种化合物进行了密度、生成焓、爆轰性能及稳定性预估.结果表明,硝基呋咱单元的引入可以大大提高钝感苦基类化合物的密度、生成焓及爆轰性能;苦基的引入可以提高呋咱类化合物的稳定性.     

氧桥呋咱类含能材料的研究进展

氧桥呋咱类化合物是一类化学稳定性好、综合性能优良的含能材料.系统论述了几种典型的呋咱醚类化合物(FOF-1、FOF-2、NFME等)、大环呋咱醚类化合物及线性链状呋咱醚类化合物等含能材料的合成及其性能特点.氧桥呋咱类化合物作为含能材料具有良好的应用前景.     

几种呋咱类含能化合物的合成、热行为及理论爆轰性能预估

用双氧水、钨酸钠及甲磺酸氧化3,4-二氨基呋咱(DAF)合成了3-氨基-4-硝基呋咱;用100%硝酸硝化DAF得到3,4-二硝胺基呋咱;用NaNO_2、H_2SO_4及NaN_3DAF重氮、取代DAF得到3-氨基-4-叠氮基呋咱;用30%的双氧水、钨酸钠及甲磺酸氧化3-氨基-4-叠氮基呋咱,得到3-叠氮基-4-硝基呋咱及3,3′-二叠氮基-4,4′-氧化偶氮呋咱。用TG-DSC研究了这些化合物的热行为。采用B3LYP/6-31G*方法预估了化合物的理论密度、标准生成、爆速、爆压。结果表明,氧化偶氮基的引入增强了呋咱类化合物的热稳定性;叠氮基的引入提高了化合物的生成焓。3-氨基-4-硝基呋咱中氨基转化为叠氮基,生成焓由183.26kJ/mol增至571.40 kJ/mol;硝胺基的引入显著提高了含能化合物的密度、爆速和爆压。     

新型含能材料呋咱类化合物的研究进展

介绍了几种呋咱类含能化合物3,4–二氨基呋咱(DAF)、3,3′–二氨基–4,4′–氧化偶氮呋咱(DAAF)、3,3′–二氨基–4,4′–偶氮呋咱(DAAzF)、3,4–二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)、3–硝基呋咱–4–甲醚(NFME)、(3 E,4 E)–二肟甲基氧化呋咱(DPX1)的合成方法和性能。通过与其他含能材料的性能对比,可知呋咱类化合物是一类性能优良、具有广阔应用前景、可应用于推进剂的含能材料。     

呋咱类含能化合物及其在推进剂中的应用

讨论了呋咱类含能化合物的分子结构特点和理化性质,综述了典型呋咱化合物即单呋咱、链状呋咱及大环呋咱、稠环呋咱的合成方法,总结了该类含能化合物在推进剂中的应用情况。认为呋咱类含能化合物由于其优良的性能。在推进剂中有广泛的应用前景。     

叠氮化合物及其衍生物的研究

参考国内外文献,对叠氮化合物及其衍生物的研究进展作了阐述。从近代量子化学的角度,对叠氮基及其叠氮离子的结构进行了剖析,并对其脂肪族和芳香族衍生物的特征作了分析。指出了脂肪族叠氮衍生物作为含能增塑剂和含能粘结剂的广阔前景,论证了芳香族叠氮衍生物苯并氧化呋咱系列化合物作为高能量密度材料的可行性。     

α-多硝甲基氧化偶氮含能化合物合成研究进展

综述了α-多硝甲基氧化偶氮基团的构建方法,重点介绍了以伯胺和2,2-二甲基-5-硝基-5-亚硝基-1,3-二氧环己烷为原料,经过氧化偶联、水解、脱羟甲基、硝化等步骤合成该类含能基团的研究现状。根据文献及理论计算数据,对比分析了3,3′-双(α-二硝甲基氧化偶氮基)-4,4′-氧化偶氮呋咱、3,3′-双(α-三硝甲基氧化偶氮基)-4,4′-氧化偶氮呋咱等8种已报道的典型化合物的物化性能和爆轰性能。指出α-多硝甲基氧化偶氮基团是合成高能量密度化合物理想的结构单元,将其引入现有的氮杂含能母体结构,有望设计合成出性能优异的新型含能化合物。     

4H,8H-双呋咱并[3,4-b:3′,4′-e]吡嗪的合成及热性能

以3,4-二氨基呋咱为原料,经缩合、氯化、肟化、成环合成了4H,8H-双呋咱并[3,4-b:3′,4′-e]吡嗪(DFP)。用红外光谱、核磁共振、元素分析、质谱对中间体及目标化合物的结构进行了表征。改进了呋咱成环合成方法,最佳条件为:n(尿素)∶n(DOFP)=3∶1,反应时间为24h,反应温度为120℃,收率81.3%,纯度不小于98.0%(HPLC)。用DSC和TG-DTG考察了目标化合物的热性能。结果表明,呋咱并吡嗪类化合物有较好的热稳定性。     

新型呋咱(氧化呋咱)类炸药爆轰参数的理论计算

以3,4-二(氨基呋咱基)氧化呋咱(BAFF)为结构单元设计了一类新型呋咱(氧化呋咱)类炸药分子.运用预测炸药分解产物的BW法则、计算爆速的Rothsteine方法和计算C-J压力的库珀方法等对该类炸药的爆炸参数进行了理论计算,并与HMX等炸药的爆炸参数进行了比较.结果表明,该类炸药的密度大,爆速和爆压介于TATB和HMX之间,是一类新型高能量密度材料化合物.由于该类炸药分子中含呋咱环具有芳香性,预测其分子的稳定性良好.     

2-(取代乙炔基)苯甲醛衍生物在有机合成中的应用

作为一类具有特殊结构的重要有机合成中间体，2-(取代乙炔基)苯甲醛衍生物的化学结构是由苯环、取代乙炔基和醛基三部分活性基团构成的共轭体系. 因其具有较高的反应活性，而被广泛的用于构建各种具有新颖结构的苯并碳环或苯并杂环类化合物，如苯并碳环化合物、苯并氮杂环化合物、苯并氧杂环化合物、多元苯并杂环化合物等. 本文综述了2-(取代乙炔基)苯甲醛衍生物在有机合成领域的应用，并对其发展前景进行了展望，为今后2-(取代乙炔基)苯甲醛衍生物在有机合成中的应用提供参考.     

氨基四唑含能化合物研究进展

氨基四唑是有机物中含氮量最高的一类化合物,具有高的正生成焓和良好的热力学稳定性,在高能钝感炸药、气体发生剂、无烟烟火剂、固体推进剂等领域有着广泛的应用前景。氨基四唑主要包括分子化合物、离子化合物和配合物3种。本文综述了5-氨基四唑和1,5-二氨基四唑类含能化合物的合成及性能。在此基础上,分析了氨基四唑类含能化合物的未来发展趋势。     

松香基含氮杂环衍生物的研究进展

在松香中引入杂环,可赋予松香特殊的生物和光学等活性,而松香基含氮杂环衍生物则是在松香中引入含氮的杂环,是松香基衍生物的重要组成部分。本文以羧基改性、菲环改性和综合改性为主线,根据羧基上的还原、胺化、酰基化、缩合、闭环等反应和菲环上的氧化、亲电取代反应(溴代、选择性硝化)、重氮化、缩合和闭环等反应类型,由18位羰基酰化改性、18位烷基碳原子成环改性、18位烷基相连氮原子成环改性、11,12位碳成环改性、12,13位碳成环改性、13,14位碳成环改性和综合成环改性分类,系统综述松香基咪唑啉、噻唑、 唑、呋咱、喹啉、吲哚、吖啶等含氮杂环衍生物的研究现状,详细归纳了该类衍生物的生物活性、缓蚀活性、荧光活性和表面活性的性能应用,并对松香基含氮杂环衍生物的合成和应用研究趋势进行了展望。指出该类化合物在有机金属催化材料和染料敏化太阳能电池等功能性化合物开发中具有重要发展潜力。     

双环硝胺类含能化合物的合成进展

综述了国内外双环硝胺类含能化合物的合成进展,主要包括醛胺缩合法合成双环[3.3.1]壬烷衍生物、乌洛托品与亲电试剂反应合成双环[3.3.1]壬烷衍生物、以及含单、双环硝基脲硝胺类含能化合物的合成方法。指出含有单、双环硝基脲的硝胺类含能化合物具有非常高的密度,适合于作为高能量密度材料的基础单元结构;双环[3.3.1]壬烷衍生物合成中的醛胺缩合法为八元双环含能化合物的合成提供了新途径。     

Thermal Decomposition of Energetic Materials 77. Behavior of N‐N Bridged Bifurazan Compounds on Slow and Fast Heating

Nine energetic furazan (1,2,5‐oxadiazole) compounds were flash‐heated by the use of T‐jump/FTIR spectroscopy. Thermodynamically relatively stable gaseous products are formed, which reflect several patterns in the stoichiometry of the parent compound. The hydrazo‐bridged furazans lose H₂ to form the azo‐bridged analog before the ring decomposes. The melting point and sublimation properties qualitatively relate to the crystal structure and hydrogen bonding potential in these compounds. The synthesis of dinitrohydrazofurazan is given for the first time.     

复合固体推进剂用新型二茂铁类燃速催化剂研究进展

二茂铁及其衍生物是一类性能良好的复合固体推进剂燃速催化剂,较少的添加量便可调控推进剂的燃烧性能。然而结构简单、分子量小的二茂铁类燃速催化剂存在易迁移和易挥发等缺点,严重影响了推进剂装药的贮存寿命、使用可靠性及环境适应性。因此设计和合成具有低迁移、低挥发和高催化效率的二茂铁类燃速催化剂便成为这一领域研究的关键点。本文介绍了近年来已报道的新型二茂铁类燃速催化剂的合成方法、抗迁移挥发性和催化性能,指出了其存在的问题,并对该领域今后的研究方向进行了展望。低分子量的二茂铁化合物合成相对简单,催化性能优异,但迁移挥发趋势依然存在;二茂铁聚合物分子量大,能彻底解决二茂铁的迁移问题,但催化效率较低,合成工艺复杂。在这些新型燃速催化剂中,含能离子型二茂铁化合物迁移挥发性低、易于合成修饰、热稳定性好且高含氮量,有利于提高推进剂的能量水平,具有广阔的应用前景。