4-叠氮基-2,2,6,6-四硝基金刚烷的合成与热稳定性

摘要

多硝基金刚烷是一类结构稳定、具有良好应用前景的笼形含能材料.以丙二酸二乙酯和多聚甲醛为原料经过环合,脱羧,甲酰化,Aldol缩合,O-甲磺酰化,叠氮化,肟化和偕二硝化等步骤,以9.8％的总产率合成了4-叠氮基-2,2,6,6-四硝基金刚烷.用热重分析(TG)和差示扫描量热法(DSC)研究了其热性能,219℃开始分解,251℃时达到峰值,表明具有良好的热稳定性.与2,2,6,6-四硝基金刚烷和2,2,4,4,6,6-六硝基金刚烷比较发现,用叠氮基取代2,2,6,6-四硝基金刚烷4-位上的氢,可降低热稳定性;用叠氮基取代偕二硝基,可提高其稳定性.利用密度泛函理论计算4-叠氮基-2,2,6,6-四硝基金刚烷的密度为1.79 g?cm-3,爆速为7770 m·s-1,爆压为26.68 GPa,表明4-叠氮基-2,2,6,6-四硝基金刚烷是一种高能化合物.