【摘要】：運(yùn)用密度泛函理論(DFT)方法,對(duì)改進(jìn)的CL-20衍生物分子、A籠形衍生物分子、D籠形衍生物分子、二環(huán)含氮衍生物分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。依據(jù)高能量密度化合物(HEDC)的能量和穩(wěn)定性判定標(biāo)準(zhǔn),從中篩選出可作為潛在HEDC的候選物。本論文主要工作如下:1、運(yùn)用DFT-B3LYP/6-311+G**方法,對(duì)七種改進(jìn)的CL-20衍生物進(jìn)行幾何優(yōu)化和總能量的計(jì)算。通過(guò)設(shè)計(jì)等鍵反應(yīng),計(jì)算它們的生成熱,探討了不同取代基和結(jié)構(gòu)對(duì)其生成熱的影響;采用改進(jìn)的密度計(jì)算方法來(lái)估算其晶體密度;采用半經(jīng)驗(yàn)Kamlet-Jacobs方程計(jì)算它們的爆速和爆壓,比較了不同化合物的爆轟性能;對(duì)所有化合物進(jìn)行了UB3LYP/6-311+G**計(jì)算,求得各可能引發(fā)鍵斷裂的鍵離能,進(jìn)而求得其穩(wěn)定性。2、運(yùn)用DFT-B3LYP/6-311+G**方法,對(duì)五個(gè)A籠形衍生物的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,再對(duì)平衡構(gòu)型進(jìn)行總能量計(jì)算;根據(jù)設(shè)計(jì)的等鍵反應(yīng),得到它們的生成熱,總結(jié)出了取代基和結(jié)構(gòu)對(duì)生成熱的影響結(jié)果;其晶體密度采用一種改進(jìn)的方程來(lái)計(jì)算;它們的爆速和爆壓采用半經(jīng)驗(yàn)Kamlet-Jacobs方程計(jì)算,討論了不同取代基對(duì)其爆轟性能的影響;對(duì)所有化合物可能熱解引發(fā)鍵的鍵離解能進(jìn)行了計(jì)算,進(jìn)而判別它們的穩(wěn)定性。3、運(yùn)用DFT-B3LYP/6-311+G**方法,對(duì)三種D籠形衍生物的幾何優(yōu)化和總能量進(jìn)行計(jì)算;根據(jù)設(shè)計(jì)的等鍵反應(yīng),得到它們的生成熱,比較了取代基類(lèi)型和數(shù)目對(duì)生成熱的影響;其晶體密度采用一種改進(jìn)的方程來(lái)計(jì)算;采用半經(jīng)驗(yàn)Kamlet-Jacobs方程計(jì)算它們的爆速和爆壓,討了不同取代基對(duì)其爆轟性能的影響;對(duì)所有化合物各可能熱解引發(fā)鍵的鍵離解能進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)而判別其穩(wěn)定性。4、對(duì)四種二環(huán)化合物的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和計(jì)算它們的總能量;根據(jù)設(shè)計(jì)的等鍵反應(yīng),算出它們的生成熱,討論不同化合物生成熱的大小。其晶體密度采用一種改進(jìn)的方程來(lái)計(jì)算;它們的爆速和爆壓采用半經(jīng)驗(yàn)Kamlet-Jacobs方程計(jì)算,對(duì)不同化合物的爆轟性能進(jìn)行了比較。計(jì)算所有衍生物各可能熱解引發(fā)鍵的鍵離解能,進(jìn)而判別它們的穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ560.1
【圖文】：

首先用一個(gè)ＣＬ－２０分子骨架作為最初的骨架，用一個(gè)Ｃ－ＮＨ－Ｃ鍵取代Ｃ－Ｃ鍵。逡逑然后，用兩個(gè)或更多的硝基或氨基取代骨架中氫原子，就可得到新的含硝基籠狀高能化逡逑合物（圖３．２），其中至少有五個(gè)硝基基團(tuán)被引入，以確保生成的分子具有高能量密度。逡逑Ａ１是七個(gè)硝基完全硝化的產(chǎn)物分子，而其他的則是不完全硝化產(chǎn)物且含有超過(guò)三個(gè)的逡逑硝基。此外，在氨基結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步用硝基取代可以生成新的結(jié)構(gòu)Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６和逡逑Ａ７，他們的能量和氫鍵相互作用預(yù)計(jì)將得到加強(qiáng)。雖然Ａ３和Ａ５具有相同的取代基，逡逑但它們的Ｄ和Ｐ是不同的。這是因?yàn)樗鼈內(nèi)〈奈恢貌煌瑢?dǎo)致不同的相互作用。為逡逑了幫助理解Ａ邋（１－７）的立體結(jié)構(gòu)，圖３．３展示了來(lái)自不同視角Ａ１的結(jié)構(gòu)。由該圖可見(jiàn)，逡逑Ａ１－２的圖像像ＨＭＸ。逡逑１２逡逑

和硝基之間有很強(qiáng)的相互作用。在所有化合物中，Ａ６具有最高的生成熱。這表明Ａ１逡逑中有些氨基的取代位置有利于提高其生成熱。逡逑圖３．４展示所有目標(biāo)化合物的氣相和固相生成熱。由該圖可見(jiàn)，這些衍生物的固相逡逑ＨＯＦｓ具有與氣相ＨＯＦｓ相似的變化趨勢(shì)。這表明升華熱不改變目標(biāo)化合物的氣相Ｈ（）Ｆｓ逡逑的變化順序。逡逑１５５０邋－邐■邐Ｇａｓ－ｐｈａｓｅ邐■邐＿邐■逡逑？邋Ｓｏｌｉｄ－ｐｈａｓｅ逡逑１５００－逡逑■逡逑１４５０－邐■逡逑＾邋１４００－邐參逡逑２邐？邐？逡逑＾邋１３５０－逡逑ｉｒ邐■邐？逡逑ｇ邋１３００－逡逑１２５０－邐？逡逑１２００邋－逡逑１１５０－邐？逡逑＼邐＇邐Ｉ邐＇邐Ｉ邋＇邋Ｉ邋１邐＼邐１邋Ｉ邋１邋ｉ逡逑Ａ１邐Ａ２邐Ａ３邐Ａ４邐Ａ５邐Ａ６邐Ａ７逡逑Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋ｎｕｍｂｅｒｉｎｇ逡逑圖３．４目標(biāo)化合物氣相生成熱和固相生成熱的比較逡逑３．３．３炸藥的爆炸性能逡逑Ｄ和Ｐ是評(píng)估炸藥能量特性的兩個(gè)重要性能參數(shù)。利用密度和生成熱的計(jì)算值，我逡逑們計(jì)算了表３．３所示化合物的Ｄ和Ｐ。結(jié)果表明，化合物的爆轟速度在８．７２？９．９７邋ｋｍ／ｓ之間，逡逑顯著高于ＴＮＴ邋（６．８８ｌｋｍ／ｓ）。它是在圖３．５中，Ａ１在所有的化合物中具有最高的爆速逡逑（９．９７ｋｍ／ｓ），其中超過(guò)ＲＤＸ邋（８．７４８ｋｍ／ｓ）和ＨＭＸ邋（９．３２０邋ｋｍ／ｓ）。化合物的爆轟壓力逡逑范圍是從４２．６６到４６．〗５ＧＰａ

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 袁起民;龍軍;謝朝鋼;李正;;高氮原料的催化裂化研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2008年12期

2 陳魯英,楊培進(jìn),張林軍,衡淑云;CL-20炸藥性能研究[J];火炸藥學(xué)報(bào);2003年03期

本文編號(hào)：2741665