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近年来,高氮杂环化合物以其优良的理化性能受到了含能材料工作者的青睐。其中,咪唑类和四唑类含能化合物,具有高氮含量、高生成焓、类苯的稳定结构的优点,成为目前含能材料领域的一个研究热点。 含能化合物形成分子间或分子内氢键,即可以大幅度的降低感度又可以提高密度,从而增强其爆轰性能。基于此,本论文做了两部分的研究: (1)向硝基类含能化合物中引入氨基成氢键,高能钝感含能化合物4-氨基-3,5-二硝基吡唑(LLM-116)的结构设计就是基于此理念。对于含能硝基咪唑类化合物,比如2,4,5-三硝基咪唑(2,4,5-TNI)虽然具有良好的热力学性能和优良的爆轰性能;但其存在高感度和强酸性的缺陷,这就在很大程度上限制了其在含能材料领域的实际应用。本论文以2-氨基-4,5-二硝基咪唑为合成目标,但采用VNS氨化法和氨基取代卤素原子法两条路线,均未得到目标产物,而是首次合成出了5-氨基-4-硝基-2-氯咪唑。采用红外光谱、质谱对新化合物进行了表征。通过自然键轨道理论计算分析,发现4,5-二硝基-2-氯咪唑的C5位比C2位更易被氨基亲核进攻,计算分析和实验结果相符。 (2)向唑类含能化合物中引入肟,便于在分子内形成氢键,双四唑基甲酮肟具有良好的热力学性能、较低的机械感度和优良的爆轰性能。本论文采用了先制得双四唑基甲烷,再合成出双四唑基甲酮肟的新方法,达到了较高的纯度。采用红外光谱、质谱、核磁碳谱对产物结构进行了表征。