四乙酰基二氯乙酰基六氮杂异伍兹烷硝解产物中副产物的分离和鉴定

硝解四乙酰基二氯乙酰基六氮杂异伍兹烷 (TADCIW)制备四硝基二氯乙酰基六氮杂异伍兹烷 (TNDCIW)时 ,所得产物经薄层色谱 (TL C)检测发现含有少量副产物。采用柱色谱分离出了该副产物 ,经 FTIR、1H- NMR、MS(CI)及元素分析对副产物的结构进行鉴定 ,确定它为五硝基一氯乙酰基六氮杂异伍兹烷 (PNMCIW) ,这为改进 TADCIW的硝解条件提供了依据。

四乙酰基二氯乙酰基六氮杂异伍兹烷的硝解研究

研究了几种硝解剂及硝解条件对四乙酰基二氯乙酰基六氮杂异伍兹烷 (TADCIW)硝解产物的纯度和得率的影响 ,讨论了有关的机理 ,用发烟硝酸 -浓硫酸或碱金属硝酸盐 -浓硫酸硝解 TADCIW,可得到纯度很高的四硝基二氯乙酰基六氮杂异伍兹烷(TNDCIW) ,得率达到 94%～ 98% ,硝解时间短 ,硝硫混酸可以再利用 ;但用发烟硝酸 -五氧化二磷或浓硝酸 -浓硫酸硝解 TADCIW的得率很低。

硝-硫混酸硝化四乙酰基六氮杂异伍兹烷制备CL-20反应机理

为了研究四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)的混酸硝化反应机理,采用分阶段终止反应进程的方法,先后分离并表征了五种反应中间体:四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷、三乙酰基三硝基六氮杂异伍兹烷、二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷两种异构体以及一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷。试验结果表明:TAIW笼底的两个游离仲胺基很容易首先发生硝化作用,在升温条件下,四个乙酰基再逐个发生硝解。运用薄层色谱(TLC)技术跟踪了反应进程,检测到了上述全部中间体。

四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷亚硝解脱苄反应

利用市售无机亚硝解试剂,采用3种不同的方法,在温和条件(30℃左右)下,使四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)脱除苄基,转化成HNIW的前体——四乙酰基二亚硝基六氮杂异伍兹烷(TADNSIW),并用FT-IR、MS、1HNMR及元素分析法对TADBIW的脱苄产物进行了结构鉴定。提出了TADBIW亚硝解脱苄反应的机理,TADBIW作为三级胺脱除苄基的反应是以生成烯胺正离子(或称亚胺正离子)为中间体的反应,并由所获得的副产物苯甲醛证明该反应机理。

四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷的合成与表征

简便易行地合成了CL 20的中间体四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷(TADN),收率达90%。TADN属于单斜晶系,P21/n空间群,晶体学参数为:a=1.12231(8)nm,b=1.41083(10)nm,c=1.12331(8)nm,Z=4,V=1.7395(2)nm3,dc=1.628g·cm-3,β=102.039(2)°。

四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷分子结构研究

四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷(TADNIW)是合成六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)的中间体。该文用Gaussian 98软件包,采用密度泛函理论B3LYP和标准基组6-31G对所选构型进行了全优化计算,在结构上对TADNIW的键长、键角、二面角、Mu lliken电荷及集居数进行了理论分析,发现笼形化合物的六元环成船式构象,硝基处于桥头,骨架以亚稳态存在。结构分析表明,六元环上N—NO2键相对较稳定,采用一般的硝解条件反应不能进行,作者提出了新的反应机理,即水解-硝化假设:含有酰胺基团的一类化合物在含水的硝化介质中首先发生水解生成相应的仲胺,碱性较强的仲胺再在氮硝化催化剂的作用下,迅速硝化成硝胺。计算得到TADNIW分子总能量为-1 583.375 682 a.u.,前线轨道能量差ΔE(ELUMO-EHOMO)为4.123 eV。计算IR谱图与实验IR谱图对比,误差小于20 cm-1。

由四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷合成六硝基六氮杂异伍兹烷

以四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷为基质,经亚硝解脱苄合成了四乙酰基二亚硝基六氮杂异伍兹烷(TADNSIW);用纯硝酸氧化TADNSIW制备四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷(TADNIW),收率93.0%,以上两步反应均在室温下完成。在85℃条件下,TADNIW经硝硫混酸硝解合成了六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW),反应时间50 m in,收率95.1%,质量分数98.80%。用硝硫混酸对TADNSIW进行硝解合成了HNIW,并优化了反应条件,反应温度90℃,反应时间60 m in,硝解剂必须大于14 mL(底物TADNSIW 1.2 g),收率为96.1%,质量分数98.87%。分别用FTIR,1HNMR和元素分析对目标化合物进行了表征。前体TADNSIW和TADNIW分子中只有乙酰基和亚硝基,它们的硝解反应体系较简单,反应时间短、反应条件温和,母液中只含有乙酸和硝解剂,产物易分离。

四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷氢解脱苄反应动力学研究

研究了常压下以Pd/C为催化剂由四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADB)氢解脱苄合成四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)的反应动力学。结果表明,在本实验条件下从反应开始到反应完成约90%时(以吸氢量计)TADB氢解脱苄对于TADB为一级反应。当反应介质为乙酸混合溶液时,常压氢气下该反应表观活化能为45.63kJ·mol-1,指前因子为106.04min-1;反应介质换为冰乙酸时反应表观活化能增大到79.90kJ·mol-1,指前因子则为109.93min-1。

四乙酰基二甲酰基六氮杂异伍兹烷的硝解杂质与硝解机理

研究四乙酰基二甲酰基六氮杂异伍兹烷在浓硝酸和硝硫混酸介质中的硝解反应,两种介质体系中的主要硝解产物均为六硝基六氮杂异伍兹烷。采用柱色谱分离从两种硝解产物中得到了两种完全不同的杂质:前者为五硝基一乙酰基六氮杂异伍兹烷;后者为五硝基一甲酰基六氮杂异伍兹烷。硝解产物中存在不同杂质说明,四乙酰基二甲酰基六氮杂异伍兹烷在两种不同的硝解剂中发生的硝解反应遵循不同的硝解机理。

相转移催化硝化四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷

以相转移催化剂作为助溶剂,采用硝酸铈铵(CAN)和亚硝酸钠在氯仿中氧化TADBIW,在40℃下反应8小时,以66%的得率得到四乙酰基二硝基六氮杂异伍兹烷(TADNIW)。讨论了CAN相转移催化硝化的反应机理。

四乙酰基六氮杂异伍兹烷分子结构的理论研究

采用Gaussian98软件包,在B3LYP/631G水平下,对四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)结构进行了优化和频率计算,从理论上对TAIW的结构(键长、键角、二面角、电荷)进行了分析,由此判断,六元环上的仲胺活性较高,溶剂化效应对TAIW稳定存在的影响很大。对比了TAIW的IR振动频率、强度计算值与实验值,振动频率相对误差小于4%。

四乙酰基二亚硝基六氮杂异伍兹烷水合物(TADNIW·H_2O)的合成与晶体结构

以无机试剂组成的三元复合亚硝解脱苄试剂,由四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)合成了四乙酰基二亚硝基六氮杂异伍兹烷(TADNIW?H2O)——合成高能量密度化合物六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)和其他高能量密度精细化工产品的另一重要前体.目标化合物的分子结构用1HNMR,IR,MS及元素分析方法进行结构鉴定.在乙酸乙酯、丙酮和DMF组成的混合溶剂中制得TADNIW?H2O单晶,用X射线衍射法测定了目标化合物的晶体结构,晶体学数据:单斜晶系,空间群P21/n;晶胞参数:a=1.0738(2)nm,b=1.4870(3)nm,c=1.1185(2)nm,β=98.95(3)°;V=1.7642(6)nm3;Z=4;Dc=1.553g?cm-3,F(000)=864,μ=0.126mm-1.与其他前体相比,TADNIW更容易经硝解转化为HNIW.

四乙酰基六氮杂异伍兹烷的胺醛缩合反应

四乙酰基六氮杂异伍兹烷是制备CL-20的硝化前体,将其与甲醛、乙醛或氯乙醛反应,分别得到3,5,9,11-四乙酰基-14-氧杂-1,3,5,7,9,11-六氮杂五环[5.5.3.02,6.04,10.08,12]十五烷、13,15-二甲基-3,5,9,11-四乙酰基-14-氧杂-1,3,5,7,9,11-六氮杂五环[5.5.3.02,6.04,10.08,12]十五烷和13,15-二氯甲基-3,5,9,11-四乙酰基-14-氧杂-1,3,5,7,9,11-六氮杂五环[5.5.3.02,6.04,10.08,12]十五烷。用元素分析、FTIR、NMR和MS等手段对其结构进行了表征。1HNMR谱中δ=6.2和5.4附近积分面积比为2:1的两组峰是这类新的六氮杂异伍兹烷衍生物的特征。这三种化合物有望作为新型含能材料的前体。

降低由四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷制备的六硝基六氮杂异伍兹烷中杂质含量研究

由四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷 (TADBIW )制备六硝基六氮杂异伍兹烷 (HNIW ) ,产品为纯γ晶型 ,得率达 90 % ,纯度达 98%以上。其中 2 %杂质主要为五硝基—乙酰基六氮杂异伍兹烷(PNMAIW ) .根据薄层色谱 (TLC)和高效液相色谱 (HPLC)分析结果 ,研究了HNIW得率及其中PN

四乙酰基六氮杂异伍兹烷的N-酰化反应研究

以四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)和对氯苯甲酰氯为原料合成了四乙酰基-二(对氯苯甲酰基)六氮杂异伍兹烷,并通过红外光谱、核磁共振、质谱及元素分析确定了目标化合物的结构.讨论了反应介质、反应温度、反应时间、操作条件、催化剂对反应的影响,结果表明:DMF作反应介质,无水三氯化铝作为催化剂,在40℃下减压反应6h得到目标化合物,产物产率可达70.4%.

四乙酰基二亚硝基六氮杂异伍兹烷的合成与表征

采用无机亚硝解试剂由六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW)的一次氢解产物四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)合成四乙酰基二亚硝基六氮杂异伍兹烷(TADNSIW),维持温度25℃,反应1h,TADNSIW得率为81 0%。对产物进行了分离、提纯,目标产物熔点为288～290℃。并用FT-IR、1HNMR、MS及元素分析法对目标产物进行了结构鉴定。定量地分离出副产物苯甲醛,并由此证明该文所提反应机理的合理性。

四乙酰基六氮杂异伍兹烷水解硝化反应研究

研究了四乙酰基六氮杂异伍兹烷在稀硝酸/催化剂介质中的水解硝化。在催化剂存在条件下,四乙酰基六氮杂异伍兹烷可在硝酸溶液中进行水解硝化,以95%以上得率制得纯度高于99%的六硝基六氮杂异伍兹烷。同时也找到了一种制备六硝基六氮杂异伍兹烷的新方法。

四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷的氧化脱苄研究

采用高锰酸钾作为氧化剂,乙酸酐作为反应介质,在三氟化硼乙醚的催化下对四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)进行氧化脱苄,得到四乙酰基二苯甲酰基六氮杂异伍兹烷(1)和未见文献报道的四乙酰基一苯甲酰基一苄基六氮杂异伍兹烷(2),并第一次通过氧化法得到六乙酰基六氮杂异伍兹烷(3)。

Pd(OH)_(2)/CeO_(2)在六苄基六氮杂异伍兹烷和四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷催化氢解脱苄反应中的应用

Pd(OH)_(2)催化剂对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的制备具有关键作用。选择CeO_(2)为催化剂载体,用沉积-沉淀法制备8种Pd(OH)_(2)/CeO_(2)催化剂,考察制备温度、浸渍时间、碱源、沉淀pH及载体结构对Pd(OH)_(2)/CeO_(2)催化氢解脱苄反应活性的影响。结果表明:Pd(OH)_(2)/CeO_(2)可同时作为六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW)和四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)氢解脱苄反应的催化剂,并表现出优异的催化活性,产物收率分别可达91%和95%;将其用于HBIW氢解脱苄反应,在金属Pd用量为底物HBIW质量的0.10%时,TADBIW的产率最高可达91%;将其用于TADBIW氢解脱苄反应,Pd用量为底物TADBIW质量的0.28%时,产率可达87%;所用研究方法使用少量Pd催化剂高效地催化HBIW和TADBIW的氢解脱苄反应,为低成本制备CL-20拓宽了道路。

三乙酰基三苄基六氮杂异伍兹烷(TATBIW·0.5H_2O)的合成及晶体结构

通过控制六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW)的氢解程度,成功制备了其氢解反应过程中一个重要的中间体三乙酰基三苄基六氮杂异伍兹烷(TATBIW),并对其单晶结构(TATBIW·0.5H_2O)进行了测定,它属三斜晶系,空间群为P-1,a=0.9893(2)nm,b=1.2624(3)nm,c=1.3396(3)nm;V=1.5963(6)nm3,Z=2,Dc=1.194g·cm-3,该化合物的单晶数据未见文献报道.TATBIW的制备有助于我们进一步了解HBIW的氢解反应机理,提高氢解产品得率.