富氮含能离子盐的合成与性能研究

发布时间：2020-08-10 08:01

【摘要】：本论文主要研究了草酰肼、四嗪、三唑并四嗪、四元氮杂环四类含能离子盐。共合成了11种含能化合物分别为:草酰肼的一硝酸盐(OHN),草酰肼的二硝酸盐(OHDN)草酰肼的3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(OH-NTO),草酰肼的二硝酰胺盐(OH-DN);3,6-二肼基-1,2,4,5-四嗪(DHT)以及DHT的硝酸盐(DHTN)和高氯酸盐(DHTP);3-硝基胍-1,2,4-三唑[4,3-b]-s-四嗪(NGTT)和3-硝基胍-1,2,4-三唑[4,3-b]-s-四嗪的脒基脲盐(NGTT-M);1,3-二硝基-3-叠氮基氮杂环丁烷(DNAZ)以及3-叔丁基-5-硝基-5-叠氮基氮杂环丁烷硝酸(TNAH);采用红外光谱、核磁共振、元素分析等分析测试手段对中间体及产物结构进行了表征;对目标化合物和关键中间体进行了合成工艺进行改进,收率有较大的提高。采用缓慢挥发法培养得到了OHDN·2H_2O、DNAZ、TNAH三种化合物的单晶并由X-射线单晶衍射仪确定化合物的晶体结构:其中OHDN·2H_2O的分子式为C_2H_(12)N_6O_(10),属于单斜晶系,空间群为P2(1)/n;DNAZ的分子式C_3H_4N_6O_4,属于单斜晶系,空间群为P-1;TNAH的分子为C_7H_(14)N_6O_5,属于单斜晶系,空间群为P2(1)/n。采用了DSC-TG/DTG法对的化合物OHN、OHDN、DHTN、DHTP NGTT、NGTT-M、DNAZ的热性能进行了研究,发现三唑并四嗪类化合为热稳定性比较好,分解温度超过220℃,可以用于耐热炸药;含有酸根的有机盐化合物中,离子键比共价键的热稳定性差,热分解过程先失去酸根离子然后再进一步分解。采用Guassian程序和Kamlet-Jacobs方程对化合物OHN、OHDN、DHTN、DHTP、NGTT、NGTT-M、DNAZ部分爆轰性能进行了研究。其中化合物OHDN性能比较良好(密度为1.945 g/cm~3)、能量高(爆速为8594 m/s)、感度较低(撞击感度7 J,摩擦感度200 N),由该化合物收率高、成本低有望用于于单质炸药。化合物DHTP,能量与DHT相当,有效改善了DHT的相容性,但是化合物感度较高,合成过程用注意安全性;化合物DNAZ熔点为78℃,分解点为190℃,爆速为8460 m/s,爆压为331.73 kJ·mol~(-1),性能大大优于TNT有望代替TNT成为新型的熔铸炸药。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ560.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 汤漾;胡俊斌;谭军;;L-氮杂环丁烷-2-羧酸合成工艺研究进展[J];山东化工;2019年22期

2 符志成;许家喜;;氮杂环丁烷的合成[J];化学进展;2018年08期

3 张站斌;自国甫;;手性氮杂环丁烷的合成及其在不对称催化反应中的应用[J];有机化学;2009年07期

4 张教强，胡荣祖，朱春华;1，3，3，─三硝氮杂环丁烷的热行为[J];化学世界;1996年S1期

5 张教强,胡荣祖;氮杂环丁烷硝基衍生物的热行为[J];含能材料;2001年02期

6 张教强,朱春华,马兰;1,3,3-三硝基氮杂环丁烷的合成[J];火炸药学报;1998年03期

7 ;对3-溴和3,3-二溴-4-氧基-1-氮杂环丁烷的新的衍生物类及其制备方法和它们的用途[J];乙醛醋酸化工;2017年07期

8 付荣春;孙学斌;;(3S-反式)-3-氨基-4-甲基-2-氧代-1-氮杂环丁烷磺酸的合成[J];黑龙江医药科学;2008年06期

9 舒远杰,李洪珍,黄奕刚,刘世俊,蒋青,谢明贵;1,3,3-三硝基氮杂环丁烷的合成[J];有机化学;2003年10期

10 丁黎,李英勃;1,3,3-三硝基氮杂环丁烷的合成方法及性能研究[J];火炸药学报;2002年04期

相关会议论文 前7条

1 李洪珍;舒远杰;黄奕刚;刘世俊;;3,3-二硝基氮杂环丁烷的合成[A];中国工程物理研究院科技年报（2003）[C];2003年

2 李洪珍;舒远杰;黄弈刚;刘世俊;;1,3,3-三硝基氮杂环丁烷的合成[A];中国工程物理研究院科技年报（2002）[C];2002年

3 舒远杰;唐水花;黄奕刚;李波涛;周建华;李洪珍;夏敬琼;沈永兴;;1,3,3-三硝基氮杂环丁烷的热性能[A];中国工程物理研究院科技年报（2002）[C];2002年

4 王鹤东;林妮;;普卢利沙星中间体的合成[A];2008年中国药学会学术年会暨第八届中国药师周论文集[C];2008年

5 李玉川;庞思平;;D-天门冬氨酸的环化研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（上册）[C];2006年

6 吴琼;杨春红;刘智超;熊国林;朱卫华;肖鹤鸣;;1,3,3-三硝基氮杂环丁烷和八硝基立方烷的高压行为的对比DFT研究[A];中国化学会第十二届全国量子化学会议论文摘要集[C];2014年

7 严彪;马海霞;李军峰;胡银;宋纪蓉;;3,3-二硝基氮杂环丁烷盐热力学性质研究[A];中国化学会第十五届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要[C];2010年

相关博士学位论文 前1条

1 郑波;色满、含硫氮杂环丁烷及吡唑啉系列杂环化炎合物的不对称合成研究[D];西南大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 贾思媛;富氮含能离子盐的合成与性能研究[D];西北大学;2019年

2 朱渊琳;（S）-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成[D];南京理工大学;2007年

3 张淑娟;偶氮三唑的热分解和3,3'-二氟代氮杂环丁烷系列含能离子盐的合成[D];北京理工大学;2016年

4 李洪珍;多硝基氮杂环丁烷的合成和性能研究[D];四川大学;2003年

5 方小军;手性氮杂环丁烷衍生的锌配合物的合成、结构及催化丙交酯聚合研究[D];西南大学;2017年

6 宋娟娟;1-N-Boc-3-取代吖丁啶类化合物的合成方法研究[D];郑州大学;2014年

7 严彪;3，3-二硝基氮杂环丁烷及其盐和衍生物的合成、结构、理论研究和热性质[D];西北大学;2008年

8 杨敏芳;由叔辛胺合成N-叔辛基硝胺母体环的研究[D];南京理工大学;2005年

9 管玉雷;DNAZ含能盐和衍生物的合成、结构、热行为、非等温热分解动力学及理论研究[D];西北大学;2009年

10 邱振江;钯催化苄基硼酸酯与3-碘代氮杂环丁烷的偶联反应研究[D];郑州大学;2017年

本文编号：2787802