多氨基多硝基吡啶氮氧化物及其配方的性能研究
含氮类含能材料研究报告进展
高氮含能材料简述姓名：罗春平学号：113103000299摘要：含氮含能材料作为一种新型含能材料已受到各国的广泛重视。
四嚓、四哇和吠咱等高氮含能化合物分子结构中含有大量N-N,C- N, N =N和C=N键，因而具有很高的生成焓，这是其化学潜能的主要来源川[1]。
四臻、四哩和吠咱等高氮化合物由于氮、氧原子的电负性较高，这些氮杂芳环体系一般都能形成类苯结构的大π键，具有钝感、热稳定的性质。
实验证明，多数高氮化合物对静电、摩擦和撞击钝感[2]。
高氮化合物的高氮、低碳氢含量使其更容易达到氧平衡，也使其密度较高。
综上所述，四嗓、四哇和吠咱等高氮化合物具备作为新型含能材料使用的潜力[3]。
关键词：含氮材料、含能材料、高氮化合物、生成焓、炸药引言：含能材料的发展大致经历了四个重要时期：20 世纪初，以TNT 为代表材料的广泛应用；20 世纪30 年代，以追求高能量为主的材料，如RDX、HMX 的应用；20 世纪60 年代，以追求安全性能为主的材料，如钝感炸药TATB 的应用；20 世纪80 年代至今，以实验和理论相结合，寻找新型高能钝<低）感炸药的新阶段炸药的能量和安全性能是对立的，为了满足能量和安全性的双重要求，高氮化合物以其优异的理化性能进入了化学家们的研究视线[4]。
高氮含能化合物是近年来发展起来的一类具有良好应用前景的新型含能材料，它具有高正生成热、高热稳定性的特点。
作为新型的含能材料，高氮含能化合物主要应用于高能钝感炸药、小型推进系统固体燃料、无烟烟火剂、气体发生剂、无焰低温灭火剂。
Los AIamos 国家实验室的Hiskey 研究小组［1］对高氮化合物的合成以及应用进行了大量的研究。
在理论工作方面，德国慕尼黑的Ludwig-MaximiIian 大学的KIapitke 研究小组，国内南京理工大学肖鹤鸣等［5］人对五元环的四唑类高氮化合物进行了大量的理论计算研究，四川大学的田安民研究小组在氮原子簇合物［6］和三均三嗪类衍生物方面也开展了很多理论研究工作。
氨基吡啶衍生物的合成研究进展_倪生良
氨基吡啶衍生物的合成研究进展倪生良,林 丹,莫勤华(湖州师范学院化学系,湖州 313000) 摘 要:综述了氨基吡啶的合成研究进展,介绍了氨基吡啶的四种制备方法:金属还原法、催化加氢还原法、电化学还原法、微生物法及氨基吡啶的代表物质之一2-氯-3-氨基吡啶的相关合成方法及新进展。
关键词:氨基吡啶;合成 由吡啶代替苯环而得到的新化合物具有更高的生物活性,或更低的毒性,或更高的内吸性和选择性。
因此吡啶类中间体得到迅速地发展。
吡啶主要用于医药工业磺胺、合毒素、维生素A、可的松以及治疗血管扩张、降低血脂、及局部麻醉等药物,也可用于生产除草剂、敌草快、杀虫剂等农药。
2-甲基吡啶用于生产萘啶酸双环己哌啶、乙硫异烟胺、双醋苯啶等产品及除草剂和杀虫剂,也可生产氮肥增效剂。
3-甲基吡啶在医药工业作为维生素B、中枢神经兴奋药的中间体。
2-氯-3-氨基吡啶及其衍生物是一类非常有用的氨基吡啶类衍生物,它作为重要的医药中间体可用来合成治疗消化系统疾病的药物——哌仑西平,哌仑西平是一种优良的抗溃疡药,主要用于胃及十二指肠溃疡的治疗。
2-氯-3-氨基吡啶用来合成抗消化性溃疡药哌仑西平〔1〕、还可用于合成二氮杂卓类抗艾滋病药〔2-4〕,并可用作杀虫剂的药物中间体〔5〕。
因此对2-氯-3-氨基吡啶合成的研究具有重要意义,前景十分广阔。
1 国内外生产现状氨基吡啶类化合物在国内市场前景较为看好,然而我国氨基吡啶生产能力有限,年产量在200t左右且大部分产品销往欧洲。
除河北亚诺化工有限公司和南京金陵化工厂外,国内其余厂家生产规模不位开放式教学的模式即: 实验时间与空间的开放; 实验内容的开放; 指导教师的开放; 专业实验向非专业学生开放; 实验仪器药品的开放。
灵活的教学方式极大的配合了我校学分制的开展与实施,学生可以充分利用课余时间安排实验课程教学,并根据大纲要求,自己选择实验项目,使实验课程和理论课教学有机的结合在一起,相辅相成,互相促进,真正发挥了实验教学在理论课教学中的作用与地位,涉及性和综合性实验极大的激发了学生实验的兴趣,锻炼了他们的实验动手能力以及分析和解决问题的能力,学生的学习热情和学习成绩均有很大程度的提高与进步。
《多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究》范文
《多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究》篇一一、引言随着化学科技的不断进步，含氮杂环化合物因其独特的结构特性和广泛的应用领域，逐渐成为化学研究的热点之一。
咔唑和吡唑类含氮杂环化合物作为其中的重要代表，因其良好的光电性能、生物活性以及在材料科学、医药和农药等领域的应用潜力，引起了科研人员的广泛关注。
本文旨在研究多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成方法，以期为相关领域的研究和应用提供理论支持和实验依据。
二、文献综述在过去的几十年里，咔唑和吡唑类含氮杂环的合成方法得到了广泛的研究。
其中，多取代咔唑因其丰富的电子云和优异的化学稳定性，在有机电致发光材料、生物荧光探针等领域具有广泛的应用。
而吡唑类含氮杂环则因其具有较好的生物活性，被广泛应用于医药和农药领域。
目前，多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成方法主要包括经典合成法、微波合成法、电化学合成法等。
经典合成法虽然操作简单，但反应时间较长，产率较低。
微波合成法能在较短时间内完成反应，但反应条件较为苛刻。
电化学合成法则具有环保、高效等优点，成为当前研究的热点。
三、实验部分1. 材料与方法本实验选用适当的原料，通过多步反应合成多取代咔唑及吡唑类含氮杂环。
在实验过程中，我们采用了经典合成法、微波合成法和电化学合成法等多种方法，以期找到最佳的合成路径。
2. 实验步骤（1）多取代咔唑的合成：首先，将原料进行取代反应，得到中间体。
然后，通过环合反应得到多取代咔唑。
在实验过程中，我们通过调整反应温度、反应时间、原料配比等参数，优化反应条件。
（2）吡唑类含氮杂环的合成：首先，将原料进行缩合反应，得到吡唑中间体。
然后，通过进一步反应得到吡唑类含氮杂环。
在实验过程中，我们采用了不同的反应体系和方法，探究各种因素对产物产率和纯度的影响。
四、结果与讨论1. 产物表征通过核磁共振、红外光谱、质谱等手段对合成的多取代咔唑及吡唑类含氮杂环进行表征，确定其结构和纯度。
2. 反应条件优化在实验过程中，我们发现在经典合成法中，通过调整反应温度和原料配比，可以显著提高多取代咔唑的产率。
《多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究》范文
《多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究》篇一一、引言咔唑和吡唑类含氮杂环是化学领域中重要的分子结构，具有广泛的应用价值。
这些分子在材料科学、医药、农药和有机电子学等多个领域具有广泛的应用前景。
由于咔唑类及其吡唑类杂环的多重取代特性和稳定性，这些分子已成为有机化学家的重要研究对象。
本文主要研究了多取代咔唑和吡唑类含氮杂环的合成方法，以期为相关领域的研究和应用提供理论依据。
二、文献综述咔唑和吡唑类含氮杂环的合成研究已有较为悠久的历史。
研究者们尝试了各种合成方法和策略，取得了丰硕的成果。
但是，由于这类化合物的分子结构和性能多样，许多取代方式和组合仍未得到深入探索。
近期，国内外研究者围绕其合成方法、性能和应用等方面进行了大量研究，并取得了一系列重要进展。
三、实验部分（一）合成方法1. 多取代咔唑的合成多取代咔唑的合成主要采用多步反应法，其中包含成环、取代等反应过程。
实验中以芳胺、羰基化合物为原料，在特定的反应条件下发生环化反应生成咔唑类分子。
在此基础上，进行各种官能团或基团的取代反应，实现多取代的目标。
2. 吡唑类含氮杂环的合成吡唑类含氮杂环的合成通常以胺类化合物为原料，经过多步反应合成。
首先通过偶联反应形成吡唑环结构，再通过进一步的取代反应实现多取代的目标。
（二）实验步骤具体实验步骤如下：首先根据实验设计选择合适的原料和催化剂；然后按照实验条件进行反应；最后通过后处理得到目标产物。
在实验过程中，需严格控制反应条件，如温度、压力、时间等，以保证实验结果的准确性。
四、结果与讨论（一）结果通过实验，我们成功合成了多种多取代咔唑和吡唑类含氮杂环化合物。
通过对产物的结构进行表征，如红外光谱、核磁共振等手段，证实了产物的结构和纯度。
同时，我们还研究了不同取代基对产物性质的影响，为后续研究提供了基础数据。
（二）讨论在合成过程中，我们发现某些特定类型的取代基可以显著改变产物的性质和稳定性。
此外，我们发现在一定条件下，反应的温度和压力对产物的纯度和产率有重要影响。
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2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物的精制及其性能研究
2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物的精制及其性能研究何志伟;刘祖亮;成健【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(034)004【摘要】为了研究不同溶剂精制的2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(TNPyO)的性能,分别以三氟乙酸(CF3COOH)、二甲基亚砜(DMSO)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用重结晶法精制TNPyO,对精制后样品性能进行比较分析.结果表明:用CF3COOH重结晶精制的TNPyO粒度最小,粒度主要分布在0.2～30 μm,比表面积为2.760 m2/g;升温速率为10 ℃/min时,DSC分析和动力学计算表明CF3COOH重结晶的TNPyO分解热焓最小为855.7 J/g,最高峰值温度为355.9 ℃,表观活化能为303.15 kJ/mol;撞击和摩擦感度最低,分别为 28%和16%.【总页数】5页(P560-564)【作者】何志伟;刘祖亮;成健【作者单位】南京理工大学,化工学院,江苏,南京,210094;南京理工大学,化工学院,江苏,南京,210094;南京理工大学,化工学院,江苏,南京,210094【正文语种】中文【中图分类】TJ55%O64【相关文献】1.加速量热仪研究2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物的热分解 [J], 何志伟;颜事龙;刘祖亮;李洪伟2.2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物的精制及其性能研究 [J], 何志伟;成健;刘祖亮3.2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物及其造型粉的热分解动力学 [J], 何志伟;刘祖亮4.2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物与奥克托今复合物性能研究 [J], 何志伟;颜事龙;刘祖亮5.包覆对2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物性能的影响 [J], 何志伟;刘祖亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究》范文
《多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究》篇一一、引言咔唑和吡唑类含氮杂环化合物是一类重要的有机化合物，因其独特的电子结构和物理化学性质，在材料科学、医药、农药等领域具有广泛的应用。
近年来，随着科学技术的不断进步，对多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究日益深入，已成为化学领域研究的热点之一。
本文将重点探讨多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成方法及其应用前景。
二、多取代咔唑的合成研究1. 合成方法多取代咔唑的合成主要采用环化反应，通过将相应的胺类化合物进行环化反应得到。
其中，常用的合成方法包括：芳基胺的环化法、芳基酮的环化法等。
这些方法在反应条件、产物纯度、产率等方面各有优劣，需要根据具体实验条件进行选择。
2. 实验过程以芳基胺的环化法为例，首先将芳基胺进行硝化反应，生成相应的硝基化合物。
然后，在一定的温度和压力下，通过催化加氢还原得到相应的胺基化合物。
接着，在合适的溶剂中加入催化剂，将胺基化合物进行环化反应，最终得到多取代咔唑。
3. 产物表征多取代咔唑的表征主要包括对其化学结构、物理性质等方面的检测和分析。
常用的检测方法包括红外光谱、核磁共振等。
这些方法可以有效地确定产物的化学结构和纯度，为后续应用提供可靠的数据支持。
三、吡唑类含氮杂环的合成研究1. 合成方法吡唑类含氮杂环的合成主要通过亚胺与炔烃的亲核加成反应实现。
在反应过程中，需要加入适当的催化剂和溶剂，以促进反应的进行和产物的生成。
常用的合成方法包括溶剂热法、微波辅助法等。
2. 实验过程以溶剂热法为例，首先将亚胺和炔烃混合均匀，加入适量的溶剂和催化剂。
然后，在一定的温度和压力下进行反应，生成吡唑类含氮杂环。
在反应过程中，需要严格控制反应条件，以保证产物的纯度和产率。
3. 产物表征吡唑类含氮杂环的表征同样包括对其化学结构、物理性质等方面的检测和分析。
与多取代咔唑类似，常用的检测方法包括红外光谱、核磁共振等。
此外，还可以通过元素分析等方法对产物进行更深入的研究和分析。
《多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究》范文
《多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究》篇一一、引言随着化学科技的不断进步，多取代咔唑及吡唑类含氮杂环化合物因其独特的化学性质和潜在的应用价值，在医药、农药、材料科学等领域得到了广泛的应用。
这些化合物具有丰富的电子结构和良好的生物活性，因此其合成方法及性质研究具有重要的科学意义和实用价值。
本文将重点探讨多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究，以期为相关研究提供一定的理论依据和实验参考。
二、多取代咔唑的合成研究多取代咔唑是一类重要的含氮杂环化合物，其合成方法多种多样。
目前，常见的合成方法包括：以苯胺、邻苯二胺等为原料，经过环化、取代等反应得到多取代咔唑。
2.1 原料选择与预处理合成多取代咔唑的原料主要为苯胺类化合物，需要经过严格的纯化和预处理，以去除杂质，保证反应的纯度和产率。
此外，还需根据需要选择合适的取代基，如卤素、硝基等。
2.2 合成方法及反应条件合成多取代咔唑的主要方法为环化法。
在合适的催化剂和反应条件下，将苯胺类化合物进行环化反应，生成咔唑环。
反应过程中需控制温度、压力、反应时间等参数，以保证产物的纯度和收率。
同时，还需考虑取代基的位置和数量对产物性质的影响。
三、吡唑类含氮杂环的合成研究吡唑类含氮杂环是一类具有特殊性质的化合物，其合成方法主要包括：以醛、胺等为原料，经过缩合、环化等反应得到吡唑类化合物。
3.1 原料选择与预处理合成吡唑类含氮杂环的原料主要为醛、胺等化合物。
这些原料需要经过严格的纯化和预处理，以保证反应的纯度和产率。
此外，还需根据需要选择合适的催化剂和溶剂。
3.2 合成方法及反应条件合成吡唑类含氮杂环的主要方法为缩合法和环化法。
在适当的催化剂和反应条件下，将醛、胺等原料进行缩合反应或环化反应，生成吡唑环。
与多取代咔唑的合成类似，反应过程中需控制温度、压力、反应时间等参数，以获得最佳产物纯度和收率。
四、实验结果与讨论通过实验，我们成功合成了多种多取代咔唑及吡唑类含氮杂环化合物。
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多氨基多硝基吡啶氮氧化物及其配方的性能研究多氨基多硝基吡啶氮氧化物的代表化合物2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶氮
氧化物(ANPyO)和2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶氮氧化物(INPyO)是一类新型
的含能材料,具有感度低,成本低,稳定性好,耐热性好以及较高的爆炸性能,是潜在的高能钝感炸药候选物,在含能材料领域具有广阔的应用前景。
本论文分别以三氟乙酸(CF3COOH)、二甲基亚砜(DMSO)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用重结晶法精制ANPyO或TNPyO,对精制后样品性能进行比较分析。
结果表明：分
别用CF3COOH重结晶的ANPyO和TNPyO平均粒径最小,比表面积分别为
0.454m2·g-1和2.760m2·g-1;10℃·min-1温升速率时,热分解峰值温度分别
为370.69°C和355.9℃,表观活化能分别为279.63kJ·mol-1和303.15kJ·mol-1；机械感度最低。
CF3COOH是最佳的重结晶溶剂。
结晶工艺条件对ANPyO的晶型和感度也有明显的影响。
采用溶液-水悬浮-
蒸馏法,分别以氟橡胶F2311和丁腈橡胶(NBR)包覆ANPyO和TNPyO,利用傅里叶
变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TG)和感度试验表征包覆前后ANPyO和TNPyO的结构和性能。
试验结果表明：分别用F2311和NBR包覆后的ANPyO和TNPyO热分解峰值温度降低,分解热提高,分解深度减小；包覆后颗粒变大,红外光谱中N-H特征峰和氮杂原子的特征峰均发生偏移；机械感度均降低。
包覆能改善ANPyO和TNPyO的能量和机械感度性能,其中以F2311包覆的ANPyO和TNPyO性能更优。
根据ANPyO和TNPyO及其配方分别在不同升温速率下TG的分析结果,分析讨论了它们的热分解过程,用非线性等转化率积分法和Ozawa法计算了它们的热分解活化能、指前因子等动力学参数和机理函数。
ANPyO和TNPyO及其配方的热分解机理均属于n=1的随机成核和随后生长。
采用绝热加速量热仪对ANPyO和TNPyO及其配方进行绝热分析。
利用速率常数法计算了它们绝热分解的活化能和指前因子等动力学参数。
依据绝热分解过程的温度、压力、温升速率随时间的变化以及计算结果对它们的热安全性进行评价。
采用热重-微商热重分析(TG-DTG)、热重与质谱联用(TG-MS)和原位热裂解快速扫描傅里叶变换红外等技术研究了ANPyO的热分解全过程,并通过跟踪测试热分解过程中气相和凝聚相产物及其变化情况提出了
ANPyO的热分解机理。
研究结果表明：ANPyO的热分解过程是分步进行的,首先是吡啶环上相邻的-NH2和-NO2发生环化反应放出NO；然后是吡啶环开环分解,放出CO、HCN、CO2等气体。
制备以ANPyO、橡胶类粘结剂和增塑剂组成的耐热混合炸药,进行了耐热性、成形性、爆炸和感度性能测试。
结果表明：以ANPyO为基耐热炸药有良好的耐热性能,可以在200～250℃温度条件下使用；成形+性能良好；机械感度均低于单质ANPyO。
将ANPyO应用于石油射孔弹中,对其压药成形性、破甲性能和作功能力进行了测试分析,含NBR
配方的成形性和破甲性能均最好。
利用密度泛函理论对ANPyO晶体进行计算。
导带较平伏,价带起伏较大且为非简并态。
导带轨道主要由碳原子、氧原子和氨基N原子的原子轨道组成,而价带轨道由碳原子、氨基和硝基原子的原子轨道组成。
当晶体沿a和c方向被压缩时,两者的电荷分布变化几乎相同；但沿b方向压缩时,产生不同的电荷分布,表明晶体被压缩时的各向异性。
C-N(硝基)和N-O(氮氧化物)最弱,受外界影响最易断裂。
经校正基组叠加误差后,ANPyO的晶格能为-166.03 kJ·mol-1。
晶体中N-O (N-oxide)键的Mulliken布居数远小于分子中该键的Mulliken 布居数,表明由于分子的堆积作用导致晶体中该键变弱。
这与ANPyO撞击感度高于TATB的实测结果相一致。
从分子水平揭示了ANPyO的低感度(但感度高于TATB)等性质。
为了解ANPyO对硝胺炸药的降感效果,利用结晶包覆法制备了ANPyO/RDX 和ANPyO/HMX的复合物,并与混合法制备的样品进行比较。
利用SEM、DSC、感度和爆速测试等方法比较复合物样品的结构和性能。
结果表明：结晶包覆法制备样品中ANPyO对硝胺炸药的包覆效果比混合法的包覆效果要好；样品的平均粒径均处于硝胺炸药与ANPyO之间；样品的分解峰值温度均低于硝胺炸药；样品的机械感度均比硝胺炸药低,结晶包覆法制备样品机械感度下降更显著。
制备了以硝胺炸药为基,ANPyO为钝感剂,不同橡胶为粘结剂的高聚物粘结炸药造型粉样品,并且对其进行结构和性能测试,表明高聚物粘结炸药样品的机械感度明显低于硝胺炸药,爆速比ANPyO显著提高。