【摘要】：高能密度含能材料(HEDMs)是近年來(lái)含能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),高能量和低感度是武器裝備的核心問(wèn)題,同時(shí)也是炸藥和推進(jìn)劑所面臨的基礎(chǔ)性問(wèn)題。但二者是一對(duì)矛盾體,因此,需要對(duì)炸藥分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)來(lái)解決這一問(wèn)題。近年來(lái),采用高氮含量雜環(huán)的含能離子鹽作為高能密度材料取得了很大的進(jìn)展。含能離子鹽相對(duì)于其分子類(lèi)似物來(lái)說(shuō),具有更低的蒸汽壓,更好的熱穩(wěn)定性。此外,含能離子鹽的陰離子和陽(yáng)離子組份均可被獨(dú)立修飾,因此可以通過(guò)對(duì)其不同的陰離子與陽(yáng)離子的精心設(shè)計(jì)來(lái)提高含能物質(zhì)的性質(zhì)。吡唑環(huán)被認(rèn)為是設(shè)計(jì)富氮雜環(huán)類(lèi)含能材料的理想結(jié)構(gòu)單元,同時(shí),向其引入硝基基團(tuán)可提高分子的氧平衡和密度,從而有助于提高爆轟性能。研究表明,含兩個(gè)硝基的唑類(lèi)具有較高的能量,是構(gòu)建含能化合物非常好的結(jié)構(gòu)單元。另外,稠環(huán)類(lèi)化合物相對(duì)單環(huán)來(lái)說(shuō)具有更緊湊的結(jié)構(gòu),密度也較高,有益于產(chǎn)生更高的爆轟性能。本文在對(duì)部分單質(zhì)炸藥、硝基吡唑類(lèi)衍生物和含能離子鹽的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀等方面進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并完成了以下三個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容:(1)設(shè)計(jì)出了兩種新型的含硝基吡唑這一結(jié)構(gòu)單元的稠環(huán)化合物,并擬定了合成路線(xiàn),該路線(xiàn)中3,4-二硝基-5-肼基吡唑是一關(guān)鍵中間體。(2)首先按照文獻(xiàn)方法合成出了3,4,5-三硝基吡唑,并以此作為前體進(jìn)行5位肼基的取代反應(yīng)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示通過(guò)設(shè)計(jì)路線(xiàn)直接或間接親核取代均未得到5位肼基取代產(chǎn)物。其次,在研究肼基取代反應(yīng)的過(guò)程中,對(duì)部分中間體的不同反應(yīng)條件進(jìn)行了粗淺的探索和對(duì)比,同時(shí)得到了化合物1-甲氧基甲基-3,4,5-三硝基吡唑的單晶數(shù)據(jù)并對(duì)其結(jié)構(gòu)做了簡(jiǎn)單分析。(3)合成出了3,4-二硝基-5-氨基吡唑,通過(guò)紅外、核磁、質(zhì)譜等對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,并在該化合物合成過(guò)程中采用了改進(jìn)的霍夫曼降解法,即以KF/Al_2O_3作為催化劑產(chǎn)率能達(dá)到87%以上。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ560.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2764311