三唑并均四嗪类富氮稠环化合物的合成与性能研究

发布时间：2020-04-21 01:44

【摘要】：1,2,4,5-四嗪类化合物是一类新型的含能化合物,具有高含氮量、高生成焓,且爆炸产物对环境无污染的优点。但目前所报道的四嗪类含能化合物(除少量成盐与稠环化合物)普遍存在着两个较大的问题:一是密度一般都低于1.80 g cm-3,且爆轰性能与RDX相差较大;二是很少含有硝基等含氧基团,导致化合物的氧含量不足以将可燃元素(主要是富氮杂环骨架)充分氧化。研究表明,以富氮稠环为分子骨架的化合物密度很高;在化合物中引入硝基、配位氧则可提高其密度、爆轰性能。基于此,论文进行了四个方面的研究工作:(1)以三氨基胍盐酸盐和乙酰丙酮为原料,经成环反应、氧化反应,合成了3,6-双(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪(BT),探索了不同制备方法、投料比、反应温度、反应时间对BT纯度和产率的影响,得到了较佳的反应条件。(2)以BT为原料,通过亲核取代反应、成环反应合成了3,6-二氨基-1,2,4-三唑-[4,3-b][1,2,4,5]四嗪(AATZ),并对合成工艺进行了优化、改进,得到了较佳合成工艺与反应条件。(3)尝试在AATZ结构上引入硝基和配位氧,希望得到密度更高、爆轰性能更好的四嗪稠环化合物3,6-二硝基-1,2,4-三唑-[4,3-b][1,2,4,5]四嗪(BNTZ)、3,6-二硝氨基-1,2,4-三唑-[4,3-b][1,2,4,5]四嗪(NATZ)以及AATZ的氮氧化物AAZTOn,为在四嗪类化合物结构中引入硝基和配位氧提供一种研究思路。(4)采用Gaussian 09程序中的DFT-B3LYP方法,结合6-31G*基组分别对几种四嗪化合物分子进行几何全优化计算,得到各化合物的稳定构型;进行频率振动计算,求出其理论密度、爆压爆速。理论计算表明AATZ及其衍生物可作为一种潜在的含能材料。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ560.1

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本文编号：2635210