本文關鍵詞：鹵代金剛烷及其硝基衍生物的合成研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代武器發(fā)展提出的“精確打擊、高效毀傷和高生存能力”目標對含能材料越來越高的要求，有機籠狀含能材料成為新型高能單質炸藥合成的研究熱點，其中多硝基金剛烷因其耐熱、能量密度高和感度低更有望成為新一代軍用炸藥而備受關注。鹵代金剛烷是多硝基金剛烷的重要前體，因此研究鹵代金剛烷及其硝基衍生物的合成具有重要意義。 對于氯代金剛烷衍生物的制備研究，以金剛烷為原料，分別以叔丁基氯、四氯化碳和氯化亞砜為氯化劑制備了多種氯代金剛烷，通過紅外光譜、核磁共振碳譜和氣質聯(lián)用對所得產物進行了表征，結果表明，以叔丁基氯為氯化劑可制得1-氯金剛烷，而以四氯化碳和氯化亞砜為氯化劑得到多種同分異構體的混合物，其中三氯金剛烷和四氯金剛烷含量較多，氯化亞砜作氯化劑活性較四氯化碳高；對于1-氯金剛烷的合成，研究了四種催化劑對其得率的影響，結果表明，AlCl3催化時得率最高；對于多氯代金剛烷的合成，研究了四氯化碳為氯化劑時，反應條件對多氯取代產物總得率的影響，通過單因素試驗，得到了較佳反應條件。 以金剛烷甲酸為原料，氯氣為氯化劑，初步探索了光催化制備多氯代金剛烷甲酸的方法，通過熔點、薄層色譜和紅外光譜對產物進行了表征，確定有新物質生成。研究了紫外光源、反應溫度和氯氣通入速率對反應的影響，實驗發(fā)現(xiàn)中壓紫外汞燈比普通紫外消毒燈更能促進反應快速發(fā)生，反應溫度對反應影響不大，氯氣通入速率必須控制在一定范圍。 在溴代、碘代金剛烷及其硝基衍生物的制備研究中，以金剛烷為原料，液溴為溴化劑，采用多種催化劑及不同的反應條件合成了1-溴金剛烷，1,3-二溴金剛烷和1,3,5,7-四溴金剛烷，通過鹵素置換制備了1,3,5,7-四碘金剛烷。探索了以98%硝酸為硝化劑直接硝化1,3,5,7-四碘金剛烷制備1,3,5,7-四硝基金剛烷的方法，經表征分析，1,3,5,7-四硝基金剛烷未成功制備。 采用分子力學方法，預測了1,3,5,7-四硝基金剛烷晶體的真空形貌，結果表明，TNA在真空條件下，晶體為類球狀，其形態(tài)學重要晶面為（101）、（110）和（002）。采用Kamlet公式計算了1,3,5,7-四硝基金剛烷的爆轟性能，爆速υD=6984m/s，爆壓P=19.98GPa，與文獻值接近。
【關鍵詞】：金剛烷 金剛烷甲酸 光催化 鹵代反應
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TQ560.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 課題的研究背景、目的及意義11-14
• 1.1.1 課題的研究背景11-13
• 1.1.2 課題的研究目的和意義13
• 1.1.3 金剛烷衍生物的應用價值13-14
• 1.2 多硝基金剛烷的合成研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 一硝基金剛烷的合成研究14-15
• 1.2.2 二硝基金剛烷的合成研究15-17
• 1.2.3 三硝基金剛烷的合成研究17
• 1.2.4 四硝基金剛烷的合成研究17-18
• 1.2.5 六硝基金剛烷的合成研究18-19
• 1.3 鹵代金剛烷的合成研究現(xiàn)狀19-22
• 1.3.1 氯代金剛烷的合成研究19-20
• 1.3.2 溴代金剛烷的合成研究20-21
• 1.3.3 碘代金剛烷的合成研究21-22
• 1.4 課題的研究內容22-23
• 2 基礎理論23-28
• 2.1 烷烴的自由基鹵代反應23-25
• 2.1.1 烷烴的自由基鹵代反應種類23-24
• 2.1.2 烷烴自由基鹵代反應影響因素24-25
• 2.2 金剛烷的化學研究25-26
• 2.3 脂肪烴的硝化反應機理26-28
• 3 氯代金剛烷的合成與表征28-44
• 3.1 藥品與儀器28-29
• 3.2 氯代金剛烷的合成方法研究29-30
• 3.2.1 合成路線29
• 3.2.2 合成方法29-30
• 3.3 產物表征分析30-39
• 3.3.1 1-氯金剛烷制備產物的表征分析30-33
• 3.3.2 多氯代金剛烷制備產物的表征分析33-39
• 3.4 結果與討論39-43
• 3.4.1 反應條件對 1-氯金剛烷得率的影響39-40
• 3.4.2 反應條件對多氯代反應的影響40-43
• 3.5 本章小結43-44
• 4 光催化制備多氯代金剛烷甲酸的探索研究44-50
• 4.1 藥品與儀器44-45
• 4.2 多氯代金剛烷甲酸合成研究45-46
• 4.2.1 合成路線45
• 4.2.2 光源的選擇45-46
• 4.2.3 合成方法46
• 4.3 產物表征分析46-47
• 4.3.1 熔點測試46
• 4.3.2 薄層色譜分析46-47
• 4.3.3 紅外光譜分析47
• 4.4 結果與討論47-48
• 4.4.1 紫外光源對反應結果的影響47-48
• 4.4.2 反應溫度對反應結果的影響48
• 4.4.3 通氣速率對反應的影響48
• 4.5 本章小結48-50
• 5 溴代、碘代金剛烷及其硝化物的制備與表征50-62
• 5.1 藥品與儀器50-51
• 5.2 合成方法研究51-53
• 5.2.1 合成路線51-52
• 5.2.2 合成方法52-53
• 5.3 產物表征分析53-60
• 5.3.1 1-溴金剛烷制備產物的表征分析53-55
• 5.3.2 1,3-二溴金剛制備產物的表征分析55-57
• 5.3.3 1,3,5,7-四溴金剛烷制備產物的表征分析57-59
• 5.3.4 1,3,5,7-四碘金剛烷制備產物的表征分析59
• 5.3.5 1,3,5,7-四硝基金剛烷制備產物的表征分析59-60
• 5.4 結果與討論60-61
• 5.4.1 1-溴金剛烷制備的影響因素60
• 5.4.2 1,3,5,7-四溴金剛烷制備的影響因素60-61
• 5.4.3 1,3,5,7-四碘金剛烷制備的影響因素61
• 5.5 本章小結61-62
• 6 1,3,5,7-四硝基金剛烷的晶習預測與爆轟性能計算62-72
• 6.1 1,3,5,7-四硝基金剛烷的晶習預測62-68
• 6.1.1 計算過程62-63
• 6.1.2 計算結果63-67
• 6.1.3 可控晶面的選擇67-68
• 6.2 1,3,5,7-四硝基金剛烷的爆轟性能計算68-70
• 6.3 本章小結70-72
• 7 結論與展望72-74
• 附錄74-78
• 參考文獻78-83
• 攻讀學位期間的論文及科研成果83-84
• 致謝84-85

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：鹵代金剛烷及其硝基衍生物的合成研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：265984