1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑的晶体形貌预测

为了解1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑(MTNI)晶体结构及晶体生长过程,利用分子模拟软件Materials Studio(MS)中的BFDH、Growth Morphology和Equilibrium Morphology方法预测了MTNI在真空中的晶体形貌,得到了形态学上重要的生长晶面。分析表明:(012)晶面是强极性面,(110)和(111)面为极性面,(010)面为弱极性面。在强极性溶剂中,(012)、(110)和(111)晶面生长受阻,成为显露面,而(010)面会逐渐变小,甚至消失。在弱极性溶剂中,晶面生长情况刚好相反。MTNI在乙醇、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇7种溶剂中的预测晶体形貌,与实验所得晶体晶形相吻合。当与乙醇、二氯甲烷、DMF作用后,MTNI的晶习为类球状,球形度分别为1.12、1.11、1.12。

3,4-二氨基呋咱及其高能量密度衍生物合成研究进展

呋咱类化合物因能量密度高、综合性能好、可作为炸药和推进剂等广泛应用于军事领域。3,4-二氨基呋咱(DAF)作为重要的前体化合物,其大规模合成为呋咱类高能量密度衍生物的应用奠定了基础。本文首先介绍了DAF的合成工艺及其氧化机理,并综述了以其为中间体得到的氧化物、大环、长链和稠环化合物的国内外合成方法及性能,表明呋咱类化合物爆轰性能优良,具有潜在应用前景;但是,不少硝基取代或多呋咱环衍生物存在安定性差、感度高的缺点。据此,提出设计合成新型钝感高能呋咱衍生物是解决上述不足的有效方法;DAF的合成工艺研究及增大呋咱类化合物开发力度是未来的发展重点。

硝基咪唑类含能化合物的合成研究进展

综述了10种硝基咪唑类含能化合物的合成及性能,包括1,4-二硝基咪唑(1,4-DNI),2,4-二硝基咪唑(2,4-DNI),4,5-二硝基咪唑(4,5-DNI),2,4,5-三硝基咪唑(2,4,5-TNI),1-甲基-2,4-二硝基咪唑(2,4-MDNI),1-甲基-4,5-二硝基咪唑(4,5-MDNI),1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑(MTNI),1-苦基-2,4-三硝基咪唑(2,4-PDNI),1-乙酸乙酯-2,4,5-三硝基咪唑(CTNII),1-苦基-2,4,5-三硝基咪唑(PTNI)。对高能钝感炸药1,4-DNI、2,4-DNI及MTNI的合成与性能进行了详细介绍并对路线中存在的问题进行了简要评述。同时提出了一条理论上可行的合成MTNI的新路线,即碘代-硝化法:以N-甲基咪唑为原料经碘化得到1-甲基-2,4,5-三碘基咪唑(MTII),然后再用超酸硝化得到目标物。

1-甲基-2,4,5-三碘基咪唑的合成新工艺

为了改进1-甲基-2,4,5-三碘基咪唑(MTII)的合成路线,提高总得率,探索了其新的合成工艺。新工艺以N-甲基咪唑为原料,在CH3COOH/I2/HIO3体系中碘化,然后在丙酮/水中精制,得到MTII。对目标产物进行了红外光谱、质谱、核磁等分析,并推断了反应机理,同时讨论了加料顺序、物料比、反应时间及反应温度对目标物得率的影响。通过单因素实验得到正确的加料顺序和最佳的反应条件分别为:将碘溶解于冰乙酸中,碘酸溶解于稀硫酸中,使两种溶液均匀混合,随后再加入N-甲基咪唑和四氯化碳且n(碘酸)/n(N-甲基咪唑)=1.8,n(碘)/n(N-甲基咪唑)=1.7,反应温度为75℃,反应时间为2.5h。,最高得率为70%。相对于传统合成工艺而言,新工艺在合成路线、反应时间、总得率等方面具有显著优点,有更好的实际应用价值。

沉淀法制备纳米硫酸四氨合铜

以硫酸铜和氨水为原料,制备硫酸四氨合铜水溶液。然后采用反向沉淀法,将硫酸四氨合铜水溶液加入到乙醇中得到硫酸四氨合铜粉体。通过改变搅拌强度、表面活性剂以及硫酸四氨合铜溶液与乙醇比例得到不同粒径的硫酸四氨合铜。对产物进行粒度分布、x、射线衍射、扫描电镜测试。得到最小粒度的反应条件为:采用机械搅拌,硫酸四氨合铜溶液与乙醇比例为1:6并且反应体系中加入0.016mol/L十二烷基三基氯化铵。所得粉体最小平均粒径为55nm。

表面活性剂对硫酸四氨合铜制备的影响

以硫酸铜和氨水为原料,制备硫酸四氨合铜水溶液。采用反向沉淀法,将硫酸四氨合铜水溶液加入到乙醇中得到硫酸四氨合铜粉体。主要研究了十二烷基三甲基氯化铵、司班-80和十二烷基氯化钠等作为表面活性剂,单独使用和复配使用对硫酸四氨合铜沉降速率和过滤速率的影响。实验结果表明:在反应温度为25℃,搅拌时间为0.5 h,搅拌速度为600 r/min,在反应溶液中添加表面活性剂后,硫酸四氨合铜沉降速率和过滤速率显著提高;适宜的表面活性剂为阳离子表面活性剂、复配表面活性剂。实验为改善硫酸四氨合铜的过滤和沉降性能提供了理论基础。

硫酸四氨合铜结晶过程的粒度控制技术

氨水和硫酸铜溶液反应形成铜氨溶液,之后与乙醇混合使硫酸四氨合铜以晶体形式析出,过滤、干燥制备硫酸四氨合铜晶体。考察不同操作条件对硫酸四氨合铜晶体粒度分布的影响。结果表明,析出过程中加入合适的表面活性剂对粒度分布有一定影响,混料时以铜氨溶液分散加入到乙醇中效果较好,适当增加乙醇用量和提高搅拌强度有利于得到小粒度产品。

高能钝感炸药1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑的研究进展

综述了高能钝感炸药1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑(MTNI)的研究进展,详细的描述了五类合成方法的工艺路线并对其优缺点进行了分析,其中关于两步法和一步法的合成工艺国内尚未报道,对MTNI的结构、性能、应用进行了简单概述,最后对其前景进行了展望。