杯[8]芳烃硝基衍生物合成及其与RDX、HMX超分子配合研究

摘要

炸药感度的降低是当今含能材料领域研究的热点，本论文提出通过超分子配合手段来降低弹药感度的思路，在杯[8]芳烃硝基衍生物合成的基础上，对其与RDX、HMX超分子配合进行了研究。 1．通过单因素实验探索对叔丁基杯[8]芳烃制备的影响因素，以71％的产率得到了目标产物。确定的最佳工艺参数：升温速率1℃/min，反应温度是140～145℃，反应时间4h，氢氧化钠与对叔丁基苯酚最佳摩尔比为1:33。产物结构经TLC、熔点、IR和<'1>H NMR表征测试。 2．通过单因素实验探索了去叔丁基杯[8]芳烃制备的影响因素，以82％产率得到了产物。确定的最佳工艺参数：对叔丁基杯[8]芳烃、苯酚、三氯化铝摩尔比为1:9:12，反应温度45℃。产物结构经TLC、熔点、m和<'1>HNMR表征测试。 3．采用浓硝酸、浓硝酸-冰醋酸、硝硫混酸三种硝化试剂制备得到了对硝基杯[8]芳烃，产率分别为：14％、32％、56％，产物结构经TLC、熔点、IR和<'1>H NMR表征测试。浓硝酸硝化产物纯度高，但产率低，浓硝酸-冰醋酸硝化产率较高，但伴有氧化副产物生成，且反应所需时间长，硝硫混酸硝化产率最高，虽也伴有氧化副产物生成，但反应仅需1h即可完成，硝化性能最佳。 4．氯仿溶液中进行的紫外可见光谱研究表明，超分子主体对硝基杯[8]芳烃的存在使客体HMX的紫外吸收强度增大，二者的化学计量比为1:1。用量子化学半经验AM1方法3-21基组，分别进行了主、客体及其超分子体系结构优化，得到了288～408K范围内五个温度梯度下的热力学参数，并求得了两个超分子体系五个温度梯度下的稳定常数。结果表明对硝基杯[8]芳烃分别与RDX、HMX通过一系列氢键综合作用形成了超分子体系，随温度的升高，两个超分子体系的稳定常数降低。

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超分子化学简介

1.3杯芳烃的研究进展

1.3.1杯芳烃的结构特征及性质

1.3.2杯芳烃的合成及其衍生化

1.3.3杯芳烃分子识别的研究进展

1.4 RDX、HMX介绍

1.5量子化学计算在超分子研究中的应用

1.6本论文的选题及研究内容

2对叔丁基杯[8]芳烃的合成

2.1实验部分

2.1.1实验试剂

2.1.2实验仪器

2.1.3实验过程

2.1.4产物表征与测试

2.2实验结果与讨论

2.2.1纯度测试

2.2.2熔点测试

2.2.3红外光谱

2.2.41H NMR谱

2.3产率影响因素

2.3.1升温速率

2.3.2反应温度

2.3.3反应时间

2.3.4催化剂

2.3.5其它

3去叔丁基杯[8]芳烃的合成

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纯度测试

3.2.2熔点测试

3.2.3红外光谱

3.2.4 1H NMR谱

3.3影响因素

4对硝基杯[8]芳烃的合成

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实验结果分析

4.2.1纯度测试

4.2.2熔点测试

4.2.3红外光谱

4.2.41H NMR谱表征

4.3讨论

4.3.1浓硝酸硝化

4.3.2浓硝酸-冰醋酸硝化

4.3.1硝硫混酸硝化

5.1杯[8]芳烃与HMX超分子配合的紫外光谱

5.1.1药品和仪器

5.1.2实验过程

5.1.3结果与讨论

5.2超分子主客体的量化计算

5.2.1 RDX的量化计算结果

5.2.2 HMX的量化计算结果

5.2.3对硝基杯[8]芳烃的量化计算结果

5.3超分子体系的量化计算

5.3.1对硝基杯[8]芳烃与RDX超分子体系的量化计算结果

5.3.2对硝基杯[8]芳烃与HMX超分子体系的量化计算结果

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