芳香族硝基化合物撞击感度的理论研究

摘要

有机芳香族硝基化合物是重要的含能材料,评价其撞击感度对于认识其安全性能有重要意义.运用密度泛函方法研究了硝基苯和硝基苯胺类炸药芳香性,首次计算了核独立化学位移(Nucletls-Independent chemi-cal Sllifts,NICS),对其芳香性与撞击感度进行了关联.结果表明:对于这两类炸药,芳香性指标NICS值与零点校正能E的乘积和撞击感度之间存在着很好的相关性,相关系数为0.982,明显好于用键级(相关系数为0.78)和能隙(相关系数为0.53)来表征他们的撞击感度.此外,首次使用支持向量机(support vector machine,SVM)建立了36种芳香族炸药化合物分子结构与撞击感度的定量构效关系(Quantitative structure-property relationship,QSPR)模型:该模型的判定系数(the square of Correltion coefficient,R2)为0.984,交互检验的相关系数(R2cv)为0.985,因此支持向量机建立的模型能够很好地预测炸药的撞击感度.该文首次获得了表征有机硝基化合物含能材料撞击感度的两条途径,即芳香性指标NICS与零点校正能E的乘积描述符和支持向量机,相关性较现有方法有很大提高.