基于TNB的幾種耐熱含能化合物的合成.pdf

1、耐熱炸藥是一類重要的含能材料，應(yīng)用于太空、深海和深度地下等真空、高溫和高壓環(huán)境。按綠色化學(xué)的要求，對現(xiàn)有耐熱單質(zhì)炸藥的合成工藝進行改進，以降低環(huán)境污染和成本，是目前研究耐熱炸藥的熱點。另一方面，設(shè)計合成性能更佳的新型耐熱含能化合物，為耐熱炸藥的應(yīng)用提供更多的備選對象，也是目前研究的熱點課題。
　　2,2'，4,4'，6,6'-六硝基二苯基乙烯(HNS)是多硝基芪類耐熱單質(zhì)炸藥，而2,2'，4,4'，6,6,-六硝基聯(lián)芐(HNBB)

2、是一種耐熱炸藥，又是合成HNS的中間體，它們都是基于三硝基苯基(TNB)分別通過-CH2-CH2-和-CH=CH-偶聯(lián)的化合物。原有HNBB的合成工藝中使用的苯，HNS的合成工藝中使用的液溴，具有毒性和腐蝕性等缺點，因此改進HNBB和HNS的合成工藝具有重要意義。1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)是一種新型高能鈍感炸藥，利用分子中的氨基與2,4,6-三硝基氯苯進行縮合反應(yīng)得到1,1-二苦氨基-2,2-二硝基乙烯(TFT)，

3、它也是基于TNB與FOX-7相連的新型含能化合物。
　　論文首先采用乙醇為單一溶劑，使用商品次氯酸鈉將2,4,6-三硝基甲苯(TNT)氧化偶聯(lián)合成HNBB。通過工藝優(yōu)化獲得最佳的反應(yīng)條件為:商品次氯酸鈉溶液pH為12.7,n(TNT)∶V(NaClO)=4.4mmol∶4mL，在55℃下反應(yīng)1h，HNBB收率為80.0％。
　　采用二甲亞砜(DMSO)為溶劑，使用FeCl2/TEMPO及硬脂酸鈉催化氧氣氧化HNBB合成HNS

4、，硬脂酸鈉促進FeCl2在溶劑中的溶解。通過工藝優(yōu)化獲得最佳的反應(yīng)條件為:n(HNBB)∶n(TEMPO)∶n(FeCl2·4H2O)∶n(C17H35COONa)∶V(DMSO)=2.2mmol∶0.13mmol∶0.15mmol∶0.13mmol∶10mL，在55℃下反應(yīng)5h，HNS收率為73％。
　　將2,4-二硝基氯苯硝化合成2,4,6-三硝基氯苯，并與FOX-7縮合合成了TFT。優(yōu)化了合成2,4,6-三硝基氯苯的條件，反

5、應(yīng)溫度為130℃，硝硫混酸體積比為1∶3.5時，2,4,6-三硝基氯苯的收率為82.5％。討論了合成TFT的主要影響因素，體系中加入咪唑和氟化鉀后在78℃下反應(yīng)6h，產(chǎn)物收率為76％。通過差示掃描量熱研究了TFT的熱性能，熱分解溫度為331.3℃，熱穩(wěn)定性優(yōu)于FOX-7。
　　理論計算了TFT的相關(guān)性能，其密度1.85g/cm3,爆速8.83km/s，均高于2,6-二（苦氨基）-3,5-二硝基吡啶(PYX)、HNS，與FOX-7接