7-氨基-6-硝基苯并二氧化呋咱的合成研究

以3,5-二氯苯胺为原料经过4步反应合成了7-氨基-6-硝基苯并二氧化呋咱(ANBDF)。在四氢呋喃溶剂中,3,5-二氯苯胺与氯乙酰氯反应得到3,5-二氯-N-氯乙酰基苯胺(Ⅰ),收率97.7%;(Ⅰ)在室温下于浓硫酸(98%)-发烟硝酸(98%)中硝化2 h,得到3,5-二氯-2,4,6-三硝基-N-氯乙酰苯胺(Ⅱ),收率92.3%。(Ⅱ)在冰乙酸中,与NaN3反应,不经分离直接在110°C下进行热解脱氮得到7-氯乙酰氨基-6-硝基苯并二氧化呋咱(Ⅲ),收率82.5%。(Ⅲ)碱性水解得到目标化合物7-氨基-6-硝基苯并二氧化呋咱(Ⅳ),熔点204~205°C,收率66%。讨论了关键反应的影响因素,并通过红外光谱、核磁共振、质谱及元素分析确定了目标化合物及其中间体的结构。     

7-氨基-4,6-二硝基苯并氧化呋咱的合成新工艺

采用新工艺合成了钝感炸药7-氨基-4,6-二硝基苯并氧化呋咱,即由氯乙酰氯与间二氯苯胺反应,生成3-氯-N-氯乙酰基苯胺.再经硝硫混酸硝化、叠氮化、脱氮、水解等反应制得目标化合物.由红外光谱、核磁共振、元素分析、质谱等分析手段确定了它们的结构.     

7-氨基-4,6-二硝基苯并氧化呋咱的合成新工艺

采用新工艺合成了钝感炸药7-氨基-4,6-二硝基苯并氧化呋咱,即由氯乙酰氯与间二氯苯胺反应,生成3-氟-N-氯乙酰基苯胺.再经硝硫混酸硝化、叠氮化、脱氮、水解等反应制得目标化合物.由红外光谱、核磁共振、元素分析、质谱等分析手段确定了它们的结构.     

7-氨基三呋咱并[3,4-b:3′,4′-f:3″,4″-d]氮杂环庚烯的合成、晶体结构及热行为

以3,4-双(3′-氨基呋咱-4′-基)呋咱为原料,经氧化和环化2步反应合成了7-氨基三呋咱并[3,4-b:3′,4′-f:3″,4″-d]氮杂环庚烯(ATFAZ),收率66%;用红外光谱、核磁共振、元素分析和质谱对其结构进行了表征,用DSC和TG-DTG研究了ATFAZ的热分解过程;培养了ATFAZ单晶,用X-射线单晶衍射对晶体结构进行分析。结果表明,ATFAZ晶体属正交晶系,空间群为Pbca,a=1.273nm,b=0.876(3)nm,c=1.560(6)nm,V=1.740(11)nm3,Z=8,Dc=1.788g·cm-3,μ=0.141mm-1,F(000)=944,R1=0.033 8,wR2=0.097 6。在10℃/min的升温条件下,其熔点为204~207℃,在210~282℃具有明显的挥发现象。     

3,4-二(4′-氨基-3′,5′-二硝基苯基)氧化呋咱的合成及热性能

以4-甲氧基苯腈为原料,经肟化、重氮化、脱氮、关环、硝化及胺化等六步反应合成3,4-二(4′-氨基-3′,5′-二硝基苯基)氧化呋咱(DANBF),并优化了肟化、氧化呋咱成环及硝化反应的条件,用DSC、TG等对目标化合物的热性能进行了表征。结果表明,氧化呋咱成环反应的最适宜条件为:Na2CO3摩尔量为理论摩尔量的1.35倍,反应温度2～10℃,反应时间5h,收率58.1%,纯度不小于99.0%(HPLC)。芳基取代的氧化呋咱化合物具有较好的热稳定性。     

3,4-双(3-氯偕二硝基呋咱-4-氧基)呋咱的合成及晶体结构研究

以3,4-双(3-氰基呋咱-4-氧基)呋咱为原料,经氰基加成、重氮化和硝化3步反应合成了标题化合物,产率24.0%,并采用红外光谱、核磁共振和元素分析等方法进行了结构表征。初步探讨了反应温度以及N2O5用量对标题化合物收率的影响,确定了较优反应条件。首次培养了标题化合物单晶,X-射线单晶衍射分析结果表明:其晶体结构属单斜晶系,空间群为P2(1)/c,a=1.534 5(4)nm,b=0.630 34(15)nm,c=1.967 7(5)nm,β=110.297(4)°,V=1.785 1(8)nm3,Z=4,Dc=1.917 g/cm3,μ=0.463 mm-1,F(000)=1 024,R1=0.053 0,wR2=0.161 8。     

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。     

3,4-二(4'-氨基-3',5'-二硝基苯基)氧化呋咱的合成及热性能

以4-甲氧基苯腈为原料,经肟化、重氮化、脱氮、关环、硝化及胺化等六步反应合成3,4-二(4'-氨基-3',5'-二硝基苯基)氧化呋咱(DANBF),并优化了肟化、氧化呋咱成环及硝化反应的条件,用DSC、TG等对目标化合物的热性能进行了表征.结果表明,氧化呋咱成环反应的最适宜条件为:Na2CO3摩尔量为理论摩尔量的1.35倍,反应温度2～10℃,反应时间5h,收率58.1％,纯度不小于99.0％(HPIC).芳基取代的氧化呋咱化合物具有较好的热稳定性.     

N,N’-二（硝基苯并二氧化呋咱）草酰胺的合成

研究了化合物N,N’-二（硝基苯并二氧化呋咱）草酰胺的合成。3,3’,5,5’-四氯-2,2’,4,4’6,6’-六硝基草酰苯胺（Ⅰ）在DMF中,室温下与叠氮化钠水溶液反应,生成化合物3,3’,5,5’-四叠氮基-2,2’,4,4’6,6’-六硝基草酰苯胺（Ⅱ）,收率79.8%。化合物（Ⅱ）在丙酸中,110℃左右进行热解脱氮得到目标化合物N,N’-二（硝基苯并二氧化呋咱）草酰胺（Ⅲ）,熔点220 ℃(分解),收率79.1％,并通过红外光谱、质谱及元素分析确定了目标化合物的结构。由密度瓶法测得化合物的密度为1.86g?cm-3,根据氮当量公式计算的理论爆速为8.529km?s-1,爆压为33.31GPa,根据氧平衡指数值计算的h50值为70.02cm。     

亚甲基-双-(3-硝氨基-4-甲基呋咱)的合成与性能

以乙酰乙酸乙酯为起始原料,用高压法合成了前体化合物4-甲基-3-氨基呋咱(AMF),在盐酸催化下使AMF与甲醛反应得到亚甲基-双-(3-氨基-4-甲基呋咱)(MBAMF),对MBAMF硝化得到目标化合物亚甲基-双-(3-硝氨基-4-甲基呋咱)(MBNMF).用DSC-TG研究了MBNMF的热分解特性,测定了MBNMF的...     

邻苯二甲酰氨基酸的合成及晶体结构

用邻苯二甲酸酐作氨基保护剂,与6种氨基酸缩合制备了邻苯二甲酰氨基酸。重点考察了邻苯二甲酰甘氨酸的合成条件对产物收率的影响,最佳合成条件为:反应温度140℃,反应时间30 min,n(甘氨酸)∶n(邻苯二甲酸酐)=1∶1.2,收率95.6%。以同样的条件合成的另外5种邻苯二甲酰氨基酸的收率也都达到了81%以上。经解析发现,邻苯二甲酰甘氨酸一水合物的晶体结构属单斜晶系,P21/n空间群,晶胞参数:a=7.638 0(15)nm,b=13.803(3)nm,c=10.009(2)nm,β=106.67(3)°,Z=4,Dc=1.466 g.cm-3,μ=0.120 mm-1,F(000)=464。最终偏离因子R=0.060 6,wR=0.164 7。晶体结构分析表明,分子间氢键连接整个分子形成沿[010]方向的锯齿状长链,再通过π-π堆积作用形成稳定的三维立体结构。     

3,3′-双(2,2-二甲基-5-硝基-1,3-二氧杂环己烷-5-ONN-氧化偶氮基)氧化偶氮呋咱(BDDAF)的合成、晶体结构与热行为

以三羟甲基硝基甲烷(TN)和丙酮为原料,通过缩合、碱催化、亚硝化反应合成了2,2-二甲基-5-硝基-5-亚硝基-1,3-二氧杂环己烷(DMNNDO),然后以DMNNDO与二氨基氧化偶氮呋咱(DAOAF)为原料,经氧化偶联反应合成了含能中间体3,3′-双(2,2-二甲基-5-硝基-1,3-二氧杂环己烷-5-ONN-氧化偶氮基)氧化偶氮呋咱(BDDAF),4步反应总收率为40%;采用IR、1 H NMR、13 C NMR、15 N NMR和元素分析对目标化合物进行了结构表征;培养并获得了BDDAF的单晶,利用X-射线单晶衍射仪对其结构进行了表征;利用差示扫描量热(DSC)法和热重分析(TG)法研究了BDDAF的热行为。结果表明,BDDAF为单斜晶系,空间群为P2(1)/n,晶胞参数为a=0.545 04(15)nm,b=3.146 2(9),c=0.754 6(2),β=103.612(5)°,V=1.257 7(6)nm3,Z=2,Dc=1.554g/cm3,F(000)=608,wR1=0.138 7,wR2=0.330 6;优化了氧化偶联反应条件,收率达到85%;改进了氧化偶联的后处理方法,采用溶剂-非溶剂法代替柱层析分离法,产品纯度大于99%;BDDAF的熔点为117℃,热分解温度为248℃。     

（TAGH）ClO4的结构、热力学及感度性能

以三氨基胍和高氯酸为原料,合成了三胺基胍高氯酸盐(TAGH)ClO_4).利用X-射线单晶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P2(1)/c,晶胞参数为a=1.021 3(11)nm,b=1.486 9(15)nm,c=1.093 6(11) nm,β=102.91(2)°.该化合物的分子式为CH_9ClN_6O_4是由三胺基胍离子和高氯酸根结合形成的离子化合物,分子中含有大量的氢键.利用元素分析、红外光谱、DSC、TG-DTG等方法对标题化合物的组成和热力学行为进行了表征,结果表明,在10 ℃/min线性升温速率下标题化合物在457.03℃时质量损失达到99.7%.感度实验结果表明,标题化合物具有较低的摩擦感度,在撞击和火焰作用下均不发火.     

4,4′-二碘二苯基砜的合成、谱学表征及其晶体结构

以氯磺酸和碘代苯为原料,经氯磺化反应合成了4,4′-二碘二苯基砜。最佳反应条件为:于-20～-15℃将碘代苯滴入氯磺酸的氯仿溶液,n(碘代苯):n(氯磺酸)=1:3,50℃反应2h,冷却反应液后用碎冰洗涤、无水MgSO4干燥,脱除溶剂,粗产物经苯重结晶,收率82.6%,熔点207～208℃。并通过熔点、元素分析、UV、IR、1HNMR及X射线单晶衍射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,C2/c空间群,晶胞参数:a=21.612(4)nm,b=4.9550(10)nm,c=14.449(3)nm,α=90.00°,β=117.27(3)°,γ=90.00°,V=1.3754(5)nm3,Dx=2.270g/cm3,Z=4,F(000)=872,μ=4.712mm-1,S=1.078,R=0.0370,wR=0.0897。     

(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。     

食品强化剂NaFeEDTA·3H_2O的合成及表征

以三氯化铁和乙二胺四乙酸或其二钠盐为原料,液相法制得了食品强化剂NaFeEDTA.3H2O,用XRD、IR、DTA等对产物进行了表征。X射线粉末衍射数据指标化结果表明,所合成的配合物属于单斜晶系,晶胞参数为:a=0.741 2 nm,b=1.339 2 nm,c=1.906 4 nm,β=93.97°。实验确定的合成工艺条件为:n(EDTA4-)∶n(Fe3+)=1∶1,pH=5,反应温度35℃,反应时间30 min,产率73.8%。     

乙酰水杨酸锌的合成及表征

以硫酸锌和乙酰水杨酸（ASP）为原料,固液相法制得了乙酰水杨酸锌（C18H14O8Zn·2H2O）,用XRD、FT-IR、DSC等对产物进行了表征。X射线粉末衍射数据计算结果表明,所合成的配合物属于单斜晶系,晶胞参数为a = 1.1449 nm,b = 1.4048 nm,c = 0.9247 nm,β = 94.46°。合成工艺条件为n(ASP)∶n(Zn2+) = 2∶1,pH = 6,反应温度80 ℃,反应时间30 min,产率82.5%。     

笼形八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷的合成与表征

以四乙氧基硅烷〔Si(OEt)4〕与五水合四甲基氢氧化铵(Me4NOH.5H2O)为原料水解缩合得到笼形八聚四甲基铵硅酸盐([SiO1.5ONMe4]8),继而与二甲基氯硅烷〔HSi(CH3)2Cl〕反应,一锅法合成了笼形八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷(Q8M8H),最佳反应条件为:反应温度25℃,反应时间36 h,n〔Si(OEt)4〕∶n(Me4NOH.5H2O)∶n〔HSi(CH3)2Cl〕=1∶1∶4,产率80%。FTIR和NMR研究证明,所得产物为Q8M8H;SEM、EDS和XRD研究表明,所制备的Q8M8H具有较高的纯度和完整的晶型结构,属于单斜晶系,a=1.18 nm,b=1.52 nm,c=1.51nm,α=γ=90°,β=108°;TG表明,Q8M8H热失重5%时的温度为210℃。     

圆柚酮的晶体结构及在烟用香精香料中的应用

以巴伦亚烯为原料合成了圆柚酮,并对其晶体结构进行了分析鉴定。该化合物属于单斜晶系,空间群为P21,晶胞参数a=0.590 3(2)nm,b=0.949 5(4)nm,c=1.163 0(6)nm,β=96.09(2)°,V=0.648 2(5)nm3,晶体计算密度Dx=1.119 mg.m-3,Z=2,μ=0.07 mm-1。将圆柚酮用作烟用香料的使用结果表明:在温度为20℃时,该化合物的香气阈值为0.001 mg.L-1;在卷烟中使用具有增加卷烟香气,丰满卷烟香味和降低刺激的作用;作为烟用香料使用,圆柚酮在烟丝中的最适宜添加量为w(圆柚酮)=(1~10)×10-6。     

含能配合物Ni（C5N5O5H-4）2（by）2的晶体结构和热分解性能

培养了含能配合物Ni(C5N5O5H42)(by2)(by=吡啶)晶体,用X射线单晶衍射法测定了其分子结构。其晶体属于单斜晶系,空间群为P21/C,a=9.0070(18)nm,b=10.002(2)nm,c=19.445(4)nm,β=93.69(3),V=1748.1(6)nm3,μ=0.633mm-1,Z=4,S=1.00,最终残差因子[I>2σ(I)]R1=0.0530,WR2=0.1162,对于全部数据R1=0.0965,WR2=0.1358。用DSC、TG-DTG对该配合物的热分解过程进行了研究。结果表明,该配合物的热分解过程仅由1个剧烈的放热峰组成,剩余残渣量约5.508%。用Kissinger法和Ozawa-Doyle法计算出配合物热分解过程中的表观活化能和指前因子分别为224.30kJ/mol和7.32×1019s-1。