VNS反应合成LLM-116

以1,3-二硝基吡唑为原料,经热重排、氨气中和得到3,5-二硝基吡唑铵盐,然后酸化得到3,5-二硝基吡唑。以三甲基肼碘化物（TMHI）作为异常亲核取代氢（VNS）反应试剂,与3,5-二硝基吡唑在叔丁醇钾为催化剂,利用VNS反应合成4-氨基-3,5-二硝基吡唑（LLM-116）。采用红外分析、核磁共振、元素分析等仪器鉴定了其结构,讨论了VNS反应机理及影响因素。通过实验,得出最佳VNS反应试剂为TMHI,反应时间为4h,反应温度为25℃,收率达到60%。     

粒度对硝胺类含能化合物撞击感度影响的理论研究

为了研究粒度对硝胺类含能化合物撞击感度的影响规律,选取了HMX、RDX、CL-20三种典型硝胺类含能化合物作为研究对象,建立了不同纳米颗粒大小的化合物模型,采用B3LYP/6-31G方法对各个模型的性能进行了计算与分析。结果表明,单位分子的能量E及最高占据轨道与最低空轨道能量差△ε总体上随RDX、HMX、CL-20颗粒大小的增大而减小,即硝胺类含能化合物的撞击感度随化合物颗粒大小的增大而增大。可见,将硝胺类炸药纳米化可有效降低其撞击感度。     

富氮化合物3,3''''-偶氮双(6-氨基-1,2,4,5-四嗪)合成研究

以三氨基胍硝酸盐、戊二酮为起始原料，经缩合、氧化、肼解、氧化溴代、氨解、水解等反应合成3，3＇-偶氮双（6-氨基-1，2，4，5-四嗪）（DAAT）。详细介绍了各反应过程的具体步骤及收率，6步总收率为19％。采用红外光谱、核磁、DSC等分析手段确定DAAT结构，结果表明与文献基本相符。提出了缩合、氧化溴代反应的机理，指出了两步反应的详细历程。     

高收率合成DADE的新方法

在比较DADE的3条文献合成路线基础上，研究了以2-甲基-4，6-嘧啶二酮为母体用硝硫混酸硝化生成中间体2-(二硝基亚甲基)-5，5-二硝基-2H-嘧啶-4，6-二酮、中间体水解合成DADE的方法。DADE总收率达到83％以上，用IR、MS、NMR及元素分析鉴定了其结构。     

新型高能量密度化合物NAPTDO性能的理论研究

新设计一种高能量密度化合物3-硝基氧化偶氮基-4-硝氨基吡嗪并-4’,6’-二氧化-1’,2’,3’,4’-四嗪（简称NAPTDO）。采用B3LYP法,在6-31G**基组水平上对其结构进行了优化,计算了其性能,得其稳定的几何构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱,采用Monte-Carlo法计算了密度,利用Polizer等推导的固相生成焓预估公式估算了生成焓,使用Kamlet-Jacobs公式和VLW方程预估了爆轰性能。结果表明:NAPTDO由四嗪环并吡嗪环构成,2个环几乎在同一个平面内,形成离域大π键,硝基氧化偶氮基与吡嗪环呈一定夹角,且硝基不稳定,易脱落;NAPTDO预估性能与HMX和CL-20相比较,其密度(2.002g·cm^-3)、爆速(9569 m·s^-1)和爆压（50.18 GPa）均高于HMX,略高（或基本相当）于CL-20。     

4,4'-二硝基双呋咱醚的合成与表征

以3,4-二氨基呋咱(DAF)为原料,经Caro-acid氧化生成二硝基呋咱(DNF),碱性条件下DNF分子间硝基醚化后合成目标化合物4,4′-二硝基双呋咱醚(FOF-1).采用红外光谱、质谱、元素分析及核磁共振进行了结构表征;初步探讨了硝基分子间醚化合成FOF-1的反应机理;优化了氧化、分子间醚化工艺,确定了最佳合成条件:氧化反应时间为3.5 h, H2SO4的起始浓度为51.7%,醚化反应时间为2.5 h,水质量分数小于0.03%.总收率达到42%,纯度为99.6%.     

硝基芳香族化合物密度、爆速和撞击感度的量子化学及QSPR研究

运用Gaussian98等程序对32种描述符进行了计算,采用Cerius2程序包中的QSPR方法建立了硝基芳香族化合物密度、爆速和撞击感度与32种描述符之间的构效关系式,相关系数R分别为0.951、0.992和0.92,预测值与实验值之间的平均误差分别为1.92%、0.93%和5.10%;与Kamlet方法计算的爆速值相比,用QSPR方法计算的爆速值准确性较高.此外,还找到了影响硝基芳香族化合物密度、爆速和撞击感度的主要因素,以及可以同时使密度和爆速增大而撞击感度降低的因素.     

一种改进的遗传算法在含能材料设计中的研究与应用

在本文中作者提出了一种改进的遗传算法,并将该方法引入到"分子结构——爆炸性能"(QSDR)关系研究中,对变量进行筛选、建立结构性能关系模型,并可利用该模型预测含能材料的爆炸性能。将该方法应用于呋咱类系列化合物,取得了较好的效果,证明了方法的有效性。     

基于遗传算法的偏最小二乘法在预测含能材料爆轰性能中的应用

运用偏最小二乘(PLS)和遗传算法(GA)预测含能材料的爆炸性能。利用GA在"分子结构—爆炸性能(QSDR)"数据中选取较少的变量个数,以较少的变量个数包含较多的变量信息,再用PLS进行结构性能模型的建立和性能预测。将这种方法应用于呋咱和芳香类含能材料的性能预测当中,可以验证方法的有效性。     

FOF-18结构与性能的量子化学研究

用B3LYP法,在6-31G基组水平上优化了FOF-18的几何构型,得其稳定的几何构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱;采用Monte-Carlo方法预估了密度;设计等键等电子反应计算了生成焓;运用Kamlet公式预测爆速、爆压和爆热;将计算性能与CL-20的性能作比较.结果表明,FOF-18整个分子呈N字形,且存在7个强吸收峰,密度2.06 g/cm3、生成焓501.03 kJ/mol、爆速9411.82 m/s、爆压42440.76 MPa、爆热6637.46 kJ/kg,该化合物的性能与CL-20接近.