三唑—四唑混合型多环唑类富氮化合物的合成与应用
发布时间：2021-10-20 09:48
三唑和四唑是目前构筑富氮含能材料的热门选择之一。四唑环的高氮含量可以提高化合物的生成焓,有利于增加高爆轰性能,而三唑具有非常优良的感度性能,可以增加含能材料分子的安全性能。因此,三唑和四唑组合,有利于同时兼顾四唑环高氮含量和三唑环的安全性能,从而得到高能钝感的多环类富氮化合物。唑环构筑富氮化合物时,根据不同的的连接方式,可以大致分为唑环直接连接和氮桥连接等。氮桥连接的唑类化合物,由于氮桥可以参与整个分子的共轭,继承唑类含能化合物良好的平面性,同时氮桥的存在又可以提高整个分子的氮含量而提高化合物的生成焓,因此它是桥联富氮化合物的理想选择,例如偶氮基团就是最常见的氮桥之一。以3-氨基-5-氰基-1H-1,2,4三唑（2-1）为原料,采用两种合成步骤完成了新型三唑-四唑多环类富氮含能化合物1,2-双（5-（1H-四唑-5-基）-1H-1,2,4-三唑-3-基）二氮烯（2-4）的制备,并对合成路线进行了优化,使得最终总产率分别达到了 82.34%和77.70%。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振碳谱（13C NMR）、质谱（MS）和元素分析对化合物2-4及重要的新型含能中间体1,2...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 概述
1.2 三唑和四唑环骨架富氮含能材料研究进展
1.2.1 三唑环骨架的富氮含能材料
1.2.2 四唑环骨架的富氮含能材料
1.3 三唑联四唑多环骨架的富氮含能材料
1.3.1 直接相连的三唑联四唑含能化合物
1.3.2 氮桥联三唑联四唑含能化合物
1.4 富氮化合物的应用
1.4.1 金属有机框架材料
1.4.2 金属离子盐与非金属离子盐
1.5 选题背景及研究思路
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究内容
第二章 偶氮桥联三唑联四唑多环化合物的设计和合成
2.1 偶氮桥联多环化合物的设计和合成
2.1.1 偶氮桥联三唑联四唑多环类分子(AFHC)
2.1.2 AFHC分子2-4和2-7的合成
2.2 合成方法优化
2.2.1 路线1氧化偶联反应方法优化
2.2.2 路线1关环反应方法优化
2.2.3 路线2关环反应方法
2.2.4 路线2氧化偶联反应方法
2.2.5 化合物2-6合成方法
2.2.6 化合物2-7合成方法
2.3 产物的表征
2.3.1 化合物2-2和2-4的结构表征
2.3.2 粉末X射线衍射实验
2.3.3 X射线晶体衍射实验
2.4 热稳定性分析
2.5 爆轰性能和安全性能
2.6 本章小结
第三章 基于1,2-双(5-(1H-四唑-5-基)-1H-1,2,4-三唑-3-基)二氮烯(2-4)的金属有机框架材料与离子盐的制备与性能
3.1 金属有机框架材料和离子盐的设计与合成
3.1.1 以化合物2-4为配体构筑金属有机框架材料和离子盐
3.1.2 金属有机框架材料([Mg_2(BTTD)(H_2O)_8]_n,3-1)的合成
3.1.3 离子盐([Ca(H_3BTTD)_2(H_2O)_7]_n,3-2)的合成
3.2 产物表征
3.2.1 化合物3-1和3-2的结构表征
3.2.2 粉末X射线衍射实验
3.2.3 晶体结构
3.3 热稳定性分析
3.3.1 化合物3-1的热分析
3.3.2 化合物3-2的热分析
3.4 爆轰性能和安全性能
3.4.1 化合物3-1和3-2爆轰性能的测定
3.4.2 化合物3-1和3-2安全性能的测定
3.5 本章小结
第四章 基于(2,2'-(3,3'-偶氮-双(1H-1,2,4-三唑-5基))二乙酸)(4-1)的有机框架材料的制备与性能
4.1 金属有机框架材料的设计与合成
4.1.1 以化合物4-1为配体构筑金属有机框架材料
4.1.2 (2,2'-(3,3'-偶氮-双(1H-1,2,4-三唑-5基))二乙酸,4-1)的合成
4.1.3 金属有机框架材料[Sr_2(DTDA)(H_2O)_6]_n(4-2)的合成
4.2 产物表征
4.2.1 化合物4-2的结构表征
4.2.2 粉末X射线衍射实验
4.2.3 单晶结构
4.3 化合物4-2热分析
4.4 化合物4-2的安全性能
4.5 本章小结
第五章 烟火燃烧实验
5.1 基于化合物2-4、3-2和4-2的烟火剂配方设计
5.1.1 密闭爆发实验
5.1.2 烟火剂配方
5.2 焰色实验
5.2.1 烟火剂光波长吸收谱图
5.2.2 焰色照片
5.3 本章小结
第六章 结论及展望
6.1 研究结论
6.2 研究创新点
6.3 课题展望
致谢
参考文献
A 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究结果
B 参与基金项目
本文编号：3446689
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 概述
1.2 三唑和四唑环骨架富氮含能材料研究进展
1.2.1 三唑环骨架的富氮含能材料
1.2.2 四唑环骨架的富氮含能材料
1.3 三唑联四唑多环骨架的富氮含能材料
1.3.1 直接相连的三唑联四唑含能化合物
1.3.2 氮桥联三唑联四唑含能化合物
1.4 富氮化合物的应用
1.4.1 金属有机框架材料
1.4.2 金属离子盐与非金属离子盐
1.5 选题背景及研究思路
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究内容
第二章 偶氮桥联三唑联四唑多环化合物的设计和合成
2.1 偶氮桥联多环化合物的设计和合成
2.1.1 偶氮桥联三唑联四唑多环类分子(AFHC)
2.1.2 AFHC分子2-4和2-7的合成
2.2 合成方法优化
2.2.1 路线1氧化偶联反应方法优化
2.2.2 路线1关环反应方法优化
2.2.3 路线2关环反应方法
2.2.4 路线2氧化偶联反应方法
2.2.5 化合物2-6合成方法
2.2.6 化合物2-7合成方法
2.3 产物的表征
2.3.1 化合物2-2和2-4的结构表征
2.3.2 粉末X射线衍射实验
2.3.3 X射线晶体衍射实验
2.4 热稳定性分析
2.5 爆轰性能和安全性能
2.6 本章小结
第三章 基于1,2-双(5-(1H-四唑-5-基)-1H-1,2,4-三唑-3-基)二氮烯(2-4)的金属有机框架材料与离子盐的制备与性能
3.1 金属有机框架材料和离子盐的设计与合成
3.1.1 以化合物2-4为配体构筑金属有机框架材料和离子盐
3.1.2 金属有机框架材料([Mg_2(BTTD)(H_2O)_8]_n,3-1)的合成
3.1.3 离子盐([Ca(H_3BTTD)_2(H_2O)_7]_n,3-2)的合成
3.2 产物表征
3.2.1 化合物3-1和3-2的结构表征
3.2.2 粉末X射线衍射实验
3.2.3 晶体结构
3.3 热稳定性分析
3.3.1 化合物3-1的热分析
3.3.2 化合物3-2的热分析
3.4 爆轰性能和安全性能
3.4.1 化合物3-1和3-2爆轰性能的测定
3.4.2 化合物3-1和3-2安全性能的测定
3.5 本章小结
第四章 基于(2,2'-(3,3'-偶氮-双(1H-1,2,4-三唑-5基))二乙酸)(4-1)的有机框架材料的制备与性能
4.1 金属有机框架材料的设计与合成
4.1.1 以化合物4-1为配体构筑金属有机框架材料
4.1.2 (2,2'-(3,3'-偶氮-双(1H-1,2,4-三唑-5基))二乙酸,4-1)的合成
4.1.3 金属有机框架材料[Sr_2(DTDA)(H_2O)_6]_n(4-2)的合成
4.2 产物表征
4.2.1 化合物4-2的结构表征
4.2.2 粉末X射线衍射实验
4.2.3 单晶结构
4.3 化合物4-2热分析
4.4 化合物4-2的安全性能
4.5 本章小结
第五章 烟火燃烧实验
5.1 基于化合物2-4、3-2和4-2的烟火剂配方设计
5.1.1 密闭爆发实验
5.1.2 烟火剂配方
5.2 焰色实验
5.2.1 烟火剂光波长吸收谱图
5.2.2 焰色照片
5.3 本章小结
第六章 结论及展望
6.1 研究结论
6.2 研究创新点
6.3 课题展望
致谢
参考文献
A 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究结果
B 参与基金项目
本文编号：3446689
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3446689.html
