三唑和四唑是目前構筑富氮含能材料的熱門選擇之一。四唑環(huán)的高氮含量可以提高化合物的生成焓,有利于增加高爆轟性能,而三唑具有非常優(yōu)良的感度性能,可以增加含能材料分子的安全性能。因此,三唑和四唑組合,有利于同時兼顧四唑環(huán)高氮含量和三唑環(huán)的安全性能,從而得到高能鈍感的多環(huán)類富氮化合物。唑環(huán)構筑富氮化合物時,根據不同的的連接方式,可以大致分為唑環(huán)直接連接和氮橋連接等。氮橋連接的唑類化合物,由于氮橋可以參與整個分子的共軛,繼承唑類含能化合物良好的平面性,同時氮橋的存在又可以提高整個分子的氮含量而提高化合物的生成焓,因此它是橋聯(lián)富氮化合物的理想選擇,例如偶氮基團就是最常見的氮橋之一。以3-氨基-5-氰基-1H-1,2,4三唑（2-1）為原料,采用兩種合成步驟完成了新型三唑-四唑多環(huán)類富氮含能化合物1,2-雙（5-（1H-四唑-5-基）-1H-1,2,4-三唑-3-基）二氮烯（2-4）的制備,并對合成路線進行了優(yōu)化,使得最終總產率分別達到了 82.34%和77.70%。采用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、核磁共振碳譜（13C NMR）、質譜（MS）和元素分析對化合物2-4及重要的新型含能中間體1,2... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 概述
    1.2 三唑和四唑環(huán)骨架富氮含能材料研究進展
        1.2.1 三唑環(huán)骨架的富氮含能材料
        1.2.2 四唑環(huán)骨架的富氮含能材料
    1.3 三唑聯(lián)四唑多環(huán)骨架的富氮含能材料
        1.3.1 直接相連的三唑聯(lián)四唑含能化合物
        1.3.2 氮橋聯(lián)三唑聯(lián)四唑含能化合物
    1.4 富氮化合物的應用
        1.4.1 金屬有機框架材料
        1.4.2 金屬離子鹽與非金屬離子鹽
    1.5 選題背景及研究思路
        1.5.1 選題依據
        1.5.2 研究內容
第二章 偶氮橋聯(lián)三唑聯(lián)四唑多環(huán)化合物的設計和合成
    2.1 偶氮橋聯(lián)多環(huán)化合物的設計和合成
        2.1.1 偶氮橋聯(lián)三唑聯(lián)四唑多環(huán)類分子(AFHC)
        2.1.2 AFHC分子2-4和2-7的合成
    2.2 合成方法優(yōu)化
        2.2.1 路線1氧化偶聯(lián)反應方法優(yōu)化
        2.2.2 路線1關環(huán)反應方法優(yōu)化
        2.2.3 路線2關環(huán)反應方法
        2.2.4 路線2氧化偶聯(lián)反應方法
        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 產物的表征
        2.3.1 化合物2-2和2-4的結構表征
        2.3.2 粉末X射線衍射實驗
        2.3.3 X射線晶體衍射實驗
    2.4 熱穩(wěn)定性分析
    2.5 爆轟性能和安全性能
    2.6 本章小結
第三章 基于1,2-雙(5-(1H-四唑-5-基)-1H-1,2,4-三唑-3-基)二氮烯(2-4)的金屬有機框架材料與離子鹽的制備與性能
    3.1 金屬有機框架材料和離子鹽的設計與合成
        3.1.1 以化合物2-4為配體構筑金屬有機框架材料和離子鹽
        3.1.2 金屬有機框架材料([Mg_2(BTTD)(H_2O)_8]_n,3-1)的合成
        3.1.3 離子鹽([Ca(H_3BTTD)_2(H_2O)_7]_n,3-2)的合成
    3.2 產物表征
        3.2.1 化合物3-1和3-2的結構表征
        3.2.2 粉末X射線衍射實驗
        3.2.3 晶體結構
    3.3 熱穩(wěn)定性分析
        3.3.1 化合物3-1的熱分析
        3.3.2 化合物3-2的熱分析
    3.4 爆轟性能和安全性能
        3.4.1 化合物3-1和3-2爆轟性能的測定
        3.4.2 化合物3-1和3-2安全性能的測定
    3.5 本章小結
第四章 基于(2,2'-(3,3'-偶氮-雙(1H-1,2,4-三唑-5基))二乙酸)(4-1)的有機框架材料的制備與性能
    4.1 金屬有機框架材料的設計與合成
        4.1.1 以化合物4-1為配體構筑金屬有機框架材料
        4.1.2 (2,2'-(3,3'-偶氮-雙(1H-1,2,4-三唑-5基))二乙酸,4-1)的合成
        4.1.3 金屬有機框架材料[Sr_2(DTDA)(H_2O)_6]_n(4-2)的合成
    4.2 產物表征
        4.2.1 化合物4-2的結構表征
        4.2.2 粉末X射線衍射實驗
        4.2.3 單晶結構
    4.3 化合物4-2熱分析
    4.4 化合物4-2的安全性能
    4.5 本章小結
第五章 煙火燃燒實驗
    5.1 基于化合物2-4、3-2和4-2的煙火劑配方設計
        5.1.1 密閉爆發(fā)實驗
        5.1.2 煙火劑配方
    5.2 焰色實驗
        5.2.1 煙火劑光波長吸收譜圖
        5.2.2 焰色照片
    5.3 本章小結
第六章 結論及展望
    6.1 研究結論
    6.2 研究創(chuàng)新點
    6.3 課題展望
致謝
參考文獻
A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及研究結果
B 參與基金項目



本文編號：3446689