偶氮苯硝基衍生物的合成研究

摘要

新型高能量密度耐热炸药是含能材料的重要研究方向。偶氮苯多硝基衍生物具有大共轭体系，同时含多个硝基和氧化偶氮基，使其具有优良的耐热性能和爆炸性能。因此对偶氮苯硝基衍生物的合成研究具有重要的实用价值。 本论文以4-氯苯胺为原料，通过二氧化锰氧化得到4,4'-二氯-偶氮苯，进一步硝化得到三种偶氮苯硝基衍生物。通过熔点、红外光谱、元素分析、单晶衍射、核磁、质谱等测试手段确定其结构。研究各工艺参数对反应的影响，得到较优的合成工艺条件。通过DSC对三种偶氮苯硝基衍生物的热性能进行了研究。 以4-氯苯胺为原料，经二氧化锰氧化合成了4,4'-二氯-偶氮苯并进行结构了表征。通过单因素优化实验得到反应较佳工艺条件为：4-氯苯胺与二氧化锰的摩尔比1∶5，反应温度110℃，反应时间6h，得率为60.9%。 以4,4'-二氯-偶氮苯为原料，通过硝酸硝化氧化合成出4,4'-二氯-2',6'-二硝基氧化偶氮苯，并进行了结构表征。通过单因素优化实验得到反应较佳工艺条件为：4,4'-二氯-偶氮苯与硝酸的摩尔比1∶16，反应温度85℃，反应时间4h，粗得率为61.7%。 以4,4'-二氯-偶氮苯为原料，通过硝硫混酸硝化合成了4,4'-二氯-2',3,6'-三硝基氧化偶氮苯，并进行了结构表征。通过单因素优化实验得到反应较佳工艺条件为：4,4'-二氯-偶氮苯与硝酸的摩尔比1∶64，硝酸比硫酸摩尔比1∶1.5，反应温度90℃，反应时间5h，得率为94.9%。 以4,4'-二氯-偶氮苯为原料，通过硝硫混酸硝化合成了4,4'-二氯-2',3,5,6'-四硝基氧化偶氮苯，并进行了结构表征，确定该物质是4,4'-二氯-2',3,5,6'-四硝基氧化偶氮苯。通过单因素优化实验得到反应较佳工艺条件为：4,4'-二氯-偶氮苯与硝酸的摩尔比1∶80，硝酸比硫酸摩尔比1∶6，反应温度120℃，反应时间5h，得率为17.9%。 利用差式扫描量热仪（DSC）对三种偶氮苯硝基衍生物的热稳定性进行了分析研究。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 偶氮苯硝基衍生物的研究进展

1.2.1 国外研究进展

1.2.2 国内研究进展

1.3 本论文的研究内容

2 理论基础

2.1 硝化反应

2.1.1 芳香化合物硝化机理简述

2.1.2 硝化体系

2.2 偶氮反应

3 4,4'-二氯-偶氮苯的合成与表征

3.1 仪器与药品

3.2 4,4'-二氯-偶氮苯的合成研究

3.3 4,4'-二氯-偶氮苯的结构表征

3.4 结果与讨论

3.5 本章小结

4 4,4'-二氯-2',6'-二硝基氧化偶氮苯的合成与表征

4.1 仪器与药品

4.2.2 4,4'-二氯-2',6'-二硝基氧化偶氮苯的制备

4.3 4,4'-二氯-2',6'-二硝基氧化偶氮苯的结构表征

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

5 4,4'-二氯-2',3,6'-三硝基氧化偶氮苯的合成与表征

5.1 仪器与药品

5.2.2 4,4'-二氯-2',3,6'-三硝基氧化偶氮苯的制备

5.3 4,4'-二氯-2',3,6'-三硝基氧化偶氮苯的结构表征

5.4 结果与讨论

5.5 本章小结

6 4,4'-二氯-2',3,5,6'-四硝基氧化偶氮苯的合成与表征

6.1 仪器与药品

6.2 4,4'-二氯-2',3,5,6'-四硝基氧化偶氮苯的合成研究

6.3 4,4'-二氯-2',3,5,6'-四硝基氧化偶氮苯的结构表征

6.4 结果与讨论

6.5 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及取得的研究成果

致谢

附录 产物的晶体结构参数