2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪的合成及热分解行为

以乌洛托品和硝基胍为原料,通过Mannich反应得到2-硝亚胺基-六氢化-1,3,5-三嗪盐酸盐(NIHT.HCl),经HNO3/H2SO4或HNO3硝化得到2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪(NNHT),产率为89.5%。用核磁共振、红外光谱、质谱以及元素分析等对产物结构进行表征,用DSC、TG和固体原位反应池/FT-IR联用等方法研究了其热分解行为。结果表明,NNHT的放热分解峰温度为219.54℃,其热稳定性较好。

微波辐射合成1-甲基-2-硝基亚胺基-5-正丙基-六氢化-1,3,5-三嗪

在微波辐射下,以甲基硝基胍、正丙胺及甲醛为原料合成1-甲基-5-正丙基-2-硝基亚胺基-六氢化-1,3,5-三嗪。对产物进行红外分析和熔点测定。用正交实验方法对反应温度、反应时间及反应物用量等影响因素进行考察。得到合成反应的优化反应条件:n(甲基硝基胍)∶n(正丙胺)∶n(甲醛)=3∶7.5∶9.5,反应温度50℃,反应时间4min。收率达91.2%。

1-甲基-2-硝基亚胺基-5-甲基-六氢化-1,3,5-三嗪的合成

在无溶剂、微波辐射下,以N-甲基硝基胍、甲胺水溶液及甲醛为原料合成1-甲基-2-硝基亚胺基-5-甲基-六氢化-1,3,5-三嗪。对产物进行红外光谱、核磁共振分析和熔点测定。用均匀设计方法安排实验,对反应温度、反应时间及反应物用量等影响因素进行考察,回归方程进行优化,经实验验证得反应的最佳条件:反应温度55℃,反应时间50s,N-甲基硝基胍、甲醛、甲胺的摩尔比为1∶2.3∶2,收率达69.7%。

2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪的晶体形貌预测

利用Materials studio 5.0软件包中的Morphology模块所含的BFDH、Growth Morphology和Equilibrium Morphology三种方法计算了2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪的晶体形貌,得到了特定的晶面的面积、表面能、附着能及晶面的相对生长速率参数,确定了形态学上重要的生长晶面。各晶面的结构分析表明,(011)和(021)为强极性晶面,(110)、(200)为极性晶面,(001)和(20-1)为弱极性晶面。据此可以预测,在强极性的质子溶剂中,(011)和(021)为形态学上的重要晶面,(110)、(200)、(001)和(20-1)晶面的显露可能增加。在非极性溶剂中,情况可能相反。

一种合成2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪(NNHT)的新方法

主要研究了合成2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪(NNHT)的新方法.该方法以硝基胍、乌洛托品、浓盐酸为原料,第一步通过成环反应生成中间产物NIHT?HCl,第二步通过硝化中间产物生成目标产物NNHT;中间产物的收率可达到78.3%,目标产物的总收率可达到64.3%以上.同时对影响反应的各种因素进行了分析讨论,如反应温度、反应时间、硝化条件等.利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、氢核磁(1H NMR)、碳核磁(13C NMR)、高效液相色谱(HPLC)、元素分析等方法对目标产物进行了表征,确定为目标产物.

含能硝基胍衍生物的研究进展

硝基胍是一种钝感炸药,有一定反应活性,能与亲核试剂发生反应,得到一系列硝基胍的衍生物,包括N-甲基-N′-硝基胍(MeNQ)、3-氨基-1-硝基胍(ANG)、双(硝基甲脒)肼(HABNF)、1-(2,2,2-三硝基乙氨基)-2-硝基胍(TNEANG)、3,5-二氨基-1-硝脒基-1,2,4-三唑(DANAT)、2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪(NNHT)、1,2-二硝基胍(DNG)。这些衍生物属于含能材料,部分已得到应用。本研究综述了这类含能硝基胍衍生物的合成方法。介绍了这些含能硝基胍衍生物中部分化合物的性能特征。

含高氮化合物的CMDB推进剂的燃烧特性

以3,6-双(1-氢-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪(BTATz)和2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪(NNHT)为含能添加剂应用于含RDX或HNIW的CMDB推进剂中,考察了BTATz和NNHT对推进剂燃速、火焰和熄火表面形貌的影响。结果表明,BTATz能大大提高推进剂的燃速,而NNHT有助于推进剂产生平台燃烧,分别完全取代RDX后,推进剂的燃烧显现出不同于RDX-CMDB推进剂的独特的暗区形貌,在暗区内部存在由燃烧表面发出的发散火焰束,这主要得益于BTATz和NNHT自身高燃速特性及其燃烧时不存在如RDX的熔融过程;含与不含高氮化合物的RDX-CMDB推进剂火焰形貌类似,熔融态的RDX妨碍了燃烧表面高热碳粒的生成,较少的高热碳粒不利于RDX-CMDB推进剂燃速的提升;常用的铅-铜-碳催化体系对于推进剂的燃烧同样也具有理想的调节作用,在该催化体系与NNHT的协同作用下,8~22MPa范围内NNHT-RDX-CMDB推进剂压强指数降至0.19,降幅达76%,NNHT-HNIW-CMDB推进剂压强指数降至0.42,降幅达50.6%;该催化体系对BTATz、NNHT、HNIW不敏感,催化体系本质上还是主要作用于双基基体,发生在燃烧表面及近燃面的凝/气相区,使得燃烧表面结构发生明显改变,CMDB推进剂燃烧性能得以改善。