呋咱类含能化合物的合成研究

发布时间：2017-05-24 15:05

  本文关键词：呋咱类含能化合物的合成研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：呋咱化合物富含氮氧,能量密度高,具有芳香性,正的生成焓等优良性能,近年来其研究备受关注。以乙二醛为原料经3,4-二氨基乙二肟(DAG)脱水成环得到3,4-二氨基呋咱(DAF),并探讨了反应温度对成环反应的影响及合成DAF反应机理；以DAF为原料,NaClO为氧化剂合成3,3’-二氨基-4,4'-偶氮呋咱(DAAF),用相对较强氧化剂过硫酸氢钾的复合盐(OXONETM)氧化DAF得到3,3’-二氨基-4,4'-氧化偶氮呋咱(DAOAF),讨论了碱的用量、OXONETM的用量及反应温度对DAOAF产率的影响并讨论DAAF及DAOAF合成反应机理；以100%硝酸为硝化剂分别硝化DAF、DAAF及DAOAF得到3,4-二硝氨基呋咱、3,3’-二硝氨基-4,4'-偶氮呋咱及3,3’-二硝氨基-4,4'-氧化偶氮呋咱；DAF、DAAF及DAOAF分别经重氮化叠氮取代得到3-氨基-4-叠氮基呋咱、3,3’-二叠氮基-4,4'-偶氮呋咱及3-氨基-3’-叠氮基-4,4'-氧化偶氮呋咱和3,3’-二叠氮基-4,4'-氧化偶氮呋咱,其中3,3’-二叠氮基-4,4'-偶氮呋咱久置完全转化成5-[4-叠氮基呋咱基]-5H--[1,2,3]三唑并[4,5-c][1,2,5]呋咱内盐,探讨可能的转化机理；以双氧水为氧化剂分别氧化DAF和3-氨基-4-叠氮基呋咱得到3-氨基-4-硝基呋咱(ANF)和3-硝基-4-叠氮基呋咱。 3-氨基-4-硝基呋咱与2,4,6-三硝基氯苯反应制得N-(2,4,6-三硝基苯基)-3-氨基-4-硝基呋咱,讨论了傅酸剂及反应溶剂对该取代反应的影响,得出最佳傅酸剂为三乙胺,最佳溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；3-氨基-4-氰基呋咱和叠氮基成环得到3-氨基-4-(1H-5-四唑基)呋咱,讨论了3-氨基-4-氰基呋咱的原料3-氨基-4-酰股肟基呋咱合成反应机理及叠氮基与3-氨基-4-氰基呋咱成四唑环的反应机理；一方面以高锰酸钾为氧化剂氧化3-氨基-4-(1H-5-四唑基)呋咱合成3,3’-(1H-5-四唑基)-4,4’-偶氮呋咱,另一方面以30%的双氧水、钨酸钠及甲磺酸为氧化体系得到3-硝基-4-(1H-5-四唑基)呋咱；3-氨基-4-叠氮基呋咱与丙二腈作用制得3-氨基-4-[1-(4-氰基-5-氨基-1H-1,2,3-三唑基)]呋咱,讨论了环加成反应机理及催化剂和反应溶剂对该反应的影响。 用NMR、MS、IR对目标化合物进行表征：对化合物的爆速、爆压等爆炸性能参数进行理论计算,结果表明叠氮基及偶氮基有利于提高呋咱化合物的生成焓,硝氨基及氧化偶氮基有利于提高呋咱化合物的密度和爆速；分析化合物的TG及DSC曲线,表明在呋咱化合物中引入偶氮基、氧化偶氮基以及三唑坏、四畔环、多硝基芳环有利于提高呋咱化合物的热稳定性。
【关键词】：有机化学 含能材料 呋咱 合成
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O621.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-22
• 1.1 高能量密度化合物9-11
• 1.2 高氮含能化合物11
• 1.3 呋咱类含能化合物11-19
• 1.3.1 呋咱类含能化合物的合成研究11-18
• 1.3.2 呋咱类含能化合物的应用研究18-19
• 1.4 课题的主要内容及意义19-22
• 1.4.1 设计思路19-20
• 1.4.2 存在问题及解决方法20
• 1.4.3 主要内容20-22
• 2 偶氮及氧化偶氮呋咱的合成研究22-38
• 2.1 试剂与仪器22-23
• 2.2 合成路线23
• 2.3 实验过程23-27
• 2.3.1 3,4-二氨基呋咱(DAF)的合成23-24
• 2.3.2 3,3’-二氨基-4,4’-偶氮呋咱(DAAF)的合成24
• 2.3.3 3,3’-二氨基-4,4’-氧化偶氮呋咱(DAOAF)的合成24-25
• 2.3.4 3,3’-二叠氮基-4,4’-偶氮呋咱及其分解产物5-[4-叠氮基呋咱基]-5H-[1,2,3]三唑并[4,5-c][1,2,5]呋咱内盐的合成25
• 2.3.5 3,3’-二叠氮基-4,4’-氧化偶氮呋咱及3-氨基-3’-叠氮基-4,4'-氧化偶氮呋咱的合成25
• 2.3.6 3,3’-二硝氨基-4,4’-偶氮呋咱的合成25-26
• 2.3.7 3,3’-二硝氨基-4.4’-氧化偶氮呋咱的合成26
• 2.3.8 3-氨基-4-叠氮基呋咱的合成26
• 2.3.9 3-氨基-4-硝基呋咱的合成26
• 2.3.10 3,3’-二叠氮基-4,4’-氧化偶氮呋咱及3-叠氮基-4-硝基呋咱的合成26-27
• 2.3.11 3,4-二硝氨基呋咱的合成27
• 2.4 结果与讨论27-37
• 2.4.1 结构表征27-29
• 2.4.2 机理探讨29-30
• 2.4.3 过程分析30-33
• 2.4.4 爆炸参数的理论计算33-35
• 2.4.5 热分析35-37
• 2.5 本章小结37-38
• 3 其它含能呋咱衍生物的合成研究38-52
• 3.1 引言38-39
• 3.2 试剂与仪器39-40
• 3.3 合成路线40-41
• 3.4 实验过程41-42
• 3.4.1 3-氨基-4-(1H5-四唑基)呋咱的合成41
• 3.4.2 3-硝基-4-(1H-5-四唑基)呋咱的合成41
• 3.4.3 3,3’-(1H-5-四唑基)-4,4’-偶氮呋咱的合成41-42
• 3.4.4 3-氨基-4-[1-(4-氰基-5-氨基-1H-1,2,3-三唑基)]呋咱的合成42
• 3.4.5 N-(2,4,6-三硝基苯基)-3-氨基-4-硝基呋咱的合成42
• 3.5 结果与讨论42-50
• 3.5.1 结构表征与分析42-43
• 3.5.2 反应机理讨论43-45
• 3.5.3 过程分析45-48
• 3.5.4 爆炸参数的理论计算48-49
• 3.5.5 热分析49-50
• 3.6 本章小结50-52
• 4 结论与展望52-54
• 4.1 结论52-53
• 4.2 创新点53
• 4.3 展望53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-61
• 附录A 产物的核磁谱图61-72
• 附录B 产物的质谱图72-77
• 附录C 攻读硕士学位期间发表的学术论文77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 张德雄,张衍,王琦;呋咱系列高能量密度材料的发展[J];固体火箭技术;2004年01期

2 周阳;龙新平;王欣;舒远杰;田安民;;高氮含能化合物的研究新进展[J];含能材料;2006年04期

3 王宏社,杜志明;富氮化合物研究进展[J];含能材料;2005年03期

4 李战雄,唐松青,欧育湘,陈博仁;呋咱含能衍生物合成研究进展[J];含能材料;2002年02期

5 张兴高;朱慧;张炜;张君启;阳世清;;呋咱类含能化合物及其在推进剂中的应用[J];化学推进剂与高分子材料;2006年03期

  本文关键词：呋咱类含能化合物的合成研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：391119