氧化呋咱双磺酰腙及氨基三唑化合物的合成与研究(2)
3 结果与讨论 15
3.1 图谱分析 15
3.2 反应机理 15
3.2.1 3,4-二乙酰基氧化呋咱的合成机理 15
3.2.2 氧化呋咱双磺酰腙合成机理 16
3.3 过程分析 16
3.3.1 3,4-二乙酰基氧化呋咱的分析与讨论 16
3.3.2 1-氨基-l,2,3-三唑反应进程的追踪结果分析 18
3.3.3 探讨合成氧化呋咱双磺酰腙过程中所使用的溶剂 19
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A 各个化合物的核磁谱图 25
1 引言
1.1 研究背景
含能材料在现代社会有着广泛的应用，在矿业、冶金、建筑以及军事上都起着重要的作用。含能材料的性能与武器的性能有着息息相关的联系，为了满足武器小型化，增加武器的毁伤威力，以及实现武器精确地打击目标的需求，就要学会熟练地运用与之相关的理论知识来设计合成出符合要求的含能材料。现代合成新型含能材料主要的研究方向是提高材料的爆炸性能，降低感度使其拥有更高的热稳定性[1]。但是重要的是如果想提高化合物的爆轰性能，那么化合物的感度也会随着提高，这就导致其安定性降低，这是研究新型含能化合物所需要解决的问题。而多氮含能化合物在一定程度上符合这些要求。首先，多氮含能化合物中拥有能量高的化学键，这就使得它具有高的正生成焓和拥有良好的爆轰性能。除此之外，多氮含能化合物的分子结构中氮的含量高而碳和氢的含量低，使其比传统的含能材料有着更加优良的性能。随着社会的发展，对合成的要求也越来越高，合成不仅要高效，更加讲究寻找绿色的合成工艺。虽然，随着多氮化合物的N的个数的增多，N的含量也会越高，从而此类化合物发生反应时所产生的产物中生成对环境污染小的气体N2的含量也就越高，这是符合上述的要求。但是与此同时随着N的个数的增多，所合成的产物就越不稳定，其分解生成N2的机率也就越大。而且由于多氮化合物中拥有比N≡N键能小的N-N和N=N，这就使得只要它发生分解反应生成N2，这类反应会释放大量的热量。这个分解反应是一把双刃剑，如果是运用在军事上那它就会发挥着巨大的力量，但是若是在合成中过程中分解，那将会造成巨大的伤害。
1.2 多氮化合物
多氮化合物是由3个或3个以上的N直接相连形成的一类能量高密度大性能好的含能化合物。由于N-N和N=N键不如C-C和C-N键稳定，所以合成多氮化合物的反应还非常的少，而且难度系数也很大。即使合成出了一些多氮化合物，但是合成出的化合物都不稳定且容易分解，合成的风险比较大。现在合成出N个数最多是10，而且奇数个N比偶数个N更难合成，所以9个N的多氮化合物至今还没有人合成出来。即使此类化合物的合成很困难，但是许多科研人员还是坚持不懈地对此类化合物进行了研究。由于其优异的性能，如高的生成焓和其具有优异的亲水和代谢活性等方面的特性，使其在推进剂、医药以及含能材料中有重要的应用。可以通过以三唑和四唑类化合物为原料，让其与一些含氮类化合物进行关环反应，通过严格控制反应的各种条件来合成新颖结构的多氮化合物。
1.3 高氮含能化合物
四嗪、四唑和呋咱环这3类含氮化合物中N的含量高，C、H的含量低[2]。四嗪环（C2H2N4）是个吹冰元环，与苯环相比由于引入叔胺基，使得环的芳香性和碱性都有很大程度地提高，而且它具有低感度和高的标准生成焓[3]。四唑环（CH2N4）具有与苯环类似的离域的大Π键，使其结构稳定。四嗪环和四唑环都有芳香性[4]，这使这两类化合物的稳定性都有一定程度地提高。但是大多数四嗪和四唑类化合物的分子结构中不含氧导致其氧平衡不理想，这导致四嗪含能材料中可燃元素燃烧不完全，不能发挥它良好的爆轰性能。
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