氮杂杯[6]芳烃的合成及其与RDX、HMX的配合研究

摘要

炸药感度的降低是当今含能材料领域研究的热点，本论文提出通过将杯芳烃与RDX、HMX配合形成超分子炸药来降低弹药感度的思路。在氮杂杯[6]芳烃母体化合物合成的基础上，对其及其迭氮化衍生物与RDX、HMX形成的配合物进行了研究。 以三聚氯氰、对苯二胺和间苯二胺等为原料，碳酸钾或氢氧化钾为缚酸剂，合成了四种中间体：N,N'-二(4,6-二氯-1，3,5-均三嗪-2-基)-1，4-苯二胺(记作M1)、N,N'-二(4,6-二氯-1，3,5-均三嗪-2-基)-1，3-苯二胺(记作M3)、2,4-二(4-胺基苯胺基)-6-氯-1，3,5-均三嗪-(记作M2)和2,4-二(4-胺基间苯胺基)-6-氯-1，3,5-均三嗪(记作M4)。然后合成了两种氮杂杯[6]芳烃母体化合物：氮桥-[3]对苯二胺-[3]均三嗪杯芳烃(记作C1)和氮桥-[3]间苯二胺-[3]均三嗪杯芳烃(记作C2)。在此基础上合成了迭氮化衍生物C3和硝化产物C4，采用IR和1H NMR对产物结构进行了表征。 利用量子化学半经验AM1方法，对主体C1和C3与HMX形成的复合物(a)、(b)进行了初步的结构优化，为进一步得到更精确的构型，利用DFT-B3LYP方法在6-31G(d)水平下对主体单体和复合体进行了几何构型的优化。采用紫外光谱研究了C1和C3与黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)在DMF中的配合性能，结果表明：超分子主体化合物C1及其迭氮化衍生物C3的存在使客体RDX的出峰位置和吸光度发生变化，主体与客体的化学计量比为1:1。对超分子主体C1和C3与RDX、HMX形成的配合物进行了XRD测定，测定结果表明：超分子主体化合物C1和C3在与RDX、HMX配合后与主体相比出峰位置和峰的强度均发生变化，而且配合物与物理混合物相比，出峰位置和峰的强度亦不相同。由此证明C1、C3与RDX、HMX形成了配合物。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1本课题的目的和意义

1.2超分子化学研究

1.3杯芳烃及杯芳烃衍生物的研究进展

1.3.1杯芳烃的结构特征及性质

1.3.2杯芳烃衍生物的研究进展

1.4杂原子杯芳烃的合成进展

1.5杯芳烃分子识别的研究进展

1.6 RDX、HMX性能及应用

1.7本论文的选题及研究内容

2氮杂杯[6]芳烃及其衍生物的合成路线设计

2.1氮桥-[3]对苯二胺-[3]均三嗪杯芳烃及其衍生物的合成路线设计

2.2氮桥-[3]间苯二胺-[3]均三嗪杯芳烃的合成路线设计

3氮杂杯[6]芳烃母体的合成

3.1实验部分

3.1.1实验试剂

3.1.2实验仪器

3.1.3实验过程

3.1.4产物表征与测试

3.2实验结果与讨论

3.2.1薄层色谱反应监测

3.2.2红外光谱

3.2.31H NMR谱

4氮杂杯[6]芳烃衍生物的合成

4.1实验部分

4.1.1实验试剂

4.1.2实验仪器

4.1.3实验过程

4.1.4产物表征与测试

4.2实验结果与讨论

4.2.1薄层色谱反应监测

4.2.2红外光谱

4.2.31H NMR谱

5氮杂杯[6]芳烃及其迭氮化衍生物与RDX、HMX的配合研究

5.1 C1和C3与HMX客体分子间相互作用的理论研究

5.1.1结构分析

5.1.2能量分析

5.2 C1和C3与RDX、HMX配合的紫外光谱

5.2.1药品和仪器

5.2.2实验过程

5.2.3结果与讨论

5.3 C1和C3与RDX、HMX形成配合物的XRD分析

6结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢