基于氨基修饰的BPTAP类含能化合物的合成及其结构与性能研究

发布时间：2021-05-18 14:43

　　寻找具有高能低感且热稳定的耐热化合物以用于实际应用仍然是如今含能材料研究所面临的巨大的挑战。含能化合物中,通常是以引入高生成焓的取代基来提升化合物的爆轰性能,而化合物热稳定性则往往可以通过选择具有较稳定性质的骨架来提升,因此,选择具有优异热稳定性的含能骨架是在耐热炸药合成领域中研究的重点。研究发现现有的耐热含能化合物中苯环、并环及稠环骨架由于其显著芳香性和共轭性质使得骨架的稳定性较好,受到研究者们的青睐。此外,利用氨基作为取代基,使其与硝基间氢键作用来增强化合物的整体稳定性,是提高含能化合物稳定性的最简单和最经典的方法之一,引入氨基能够与邻位的硝基中的氧之间形成氢键,从而能够改善化合物分子之间的晶体堆积形式,减小分子间距离,能够提高化合物的密度和稳定性。本论文提出了一种将氨基结合到热稳定的高能材料中的设计策略,并将其应用于BPTAP（四硝基苯并-1,3a,4,6a-四氮杂戊搭烯并吡啶）中,在已有硝基的苯环上硝基邻位引入氨基（-NH₂）,通过修饰合成出几种高能衍生物。通过晶体结构和堆叠特性分析了其结构与性能的关系,这打开了四氮杂戊烯化学的大门,描述了将分子内和分子间... 

【文章来源】：西南科技大学四川省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 含能材料概述耐热炸药的研究的目的及意义
    1.2 耐热炸药的国内外研究现状
        1.2.1 引入氨基的耐热炸药
        1.2.2 苦基与含能骨架通过氨基相连类耐热炸药
        1.2.3 共轭联环耐热含能材料
        1.2.4 并环耐热含能材料
    1.3 本文研究内容
    1.4 论文创新点
第二章 预置氯基团以在BPTAP中引入氨基策略的研究
    2.1 实验仪器与试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
    2.2 不同位点氯取代的苯并四氮杂戊搭烯并吡啶的制备、表征与性能研究
        2.2.1 合成路线
        2.2.2 实验过程及表征
        2.2.3 化合物4-a/b/c的晶体结构表征
        2.2.4 化合物4-a/b/c的分子间作用分析
        2.2.5 化合物4 的热稳定性及热分解动力学研究
        2.2.6 化合物4 的爆轰性能测试
    2.3 4,9-二氨基-2,8,10-三硝基苯并四氮杂戊搭烯并吡啶的制备、表征及性能研究
        2.3.1 合成路线
        2.3.2 实验过程
        2.3.3 结构表征
        2.3.4 化合物5-b的分子间作用分析
        2.3.5 静电势及分子间作用力分析
        2.3.6 性能测试
    2.4 本章小结
第三章 基于BPTAP含能衍生物的合成及性能表征
    3.1 实验仪器与试剂
        3.1.1 实验仪器
        3.1.2 实验试剂
    3.2 BPTAP及其氨基化的制备、表征与性能研究
        3.2.1 合成路线
        3.2.2 实验过程
        3.2.3 结构表征
        3.2.4 分子内原子间相互作用分析
        3.2.5 静电势及分子间作用力分析
        3.2.6 性能测试
    3.3 BPTAP甲氧基化的制备、表征与性能研究
        3.3.1 合成路线
        3.3.2 实验过程
        3.3.3 结构表征
        3.3.4 分子间和分子内各原子间作用力分析
        3.3.5 性能测试
    3.4 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]耐热炸药TKX-55的合成与热性能[J]. 柴笑笑,李永祥,曹端林,王建龙,郭昊琪.  火炸药学报. 2019(02)
[2]芳香耐热含能化合物合成研究进展[J]. 张俊林,周静,毕福强,霍欢,胡怀明,王伯周.  含能材料. 2017(10)
[3]九硝基三联苯炸药的合成及表征[J]. 郑厦蓉,李永祥,王建龙,曹端林,王艳红,程晓燕.  化工进展. 2015(03)
[4]2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物的精制[J]. 周心龙,刘祖亮,成健,苏强,郝尧刚,胡炳成.  含能材料. 2013(04)
[5]高温耐热炸药的研究现状与发展[J]. 黄亚峰,王晓峰,冯晓军,田轩,赵东奎.  爆破器材. 2012(06)
[6]新型耐热钝感传爆药2,5-二苦基-1,3,4-噁二唑性能研究[J]. 盛涤伦,陈利魁,杨斌,朱雅红,徐珉昊.  含能材料. 2011(02)
[7]2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物的合成新方法[J]. 成健,姚其正,刘祖亮.  含能材料. 2009(02)
[8]硝基甲苯的VNS氨化反应[J]. 李加荣,赵建民,魏筱洁,赵晓帆,董海山.  火炸药学报. 2006(06)
[9]NONA的合成研究[J]. 丁邦伟,吴书爱,许同利.  火炸药学报. 1995(03)
[10]N，N＇—双（2，4，6—三硝基—3，5—二氨基苯基）—3，5—二硝基—2，6—二氨基吡啶的合成[J]. 王乃兴,陈博仁,欧育湘.  北京理工大学学报. 1994(01)

硕士论文
[1]2，6-二苦氨基-3，5-二硝基吡啶的合成、表征和性能研究[D]. 李永强.南京理工大学 2012



本文编号：3193973