2,6-二硝基-3,7-二硝亚胺基-2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷的合成及性能

Abstract

以二硝基甘胍为原料, 二苯基次膦酰羟胺(DppONH2)为胺化试剂, 经脱氢、胺化两步反应得到一种新型高能量密度化合物2, 6-二氨基-3, 7-二硝亚胺基-2, 4, 6, 8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷(二氨基二硝基甘胍)。采用红外光谱(FTIR)、核磁(NMR)、质谱(MS)对目标结构进行了表征。研究了影响二氨基二硝基甘胍产率的因素, 并通过正交试验确定了各个因素对目标产物影响的大小, 确定了在DppONH2/MeCN胺化体系下, 反应时间为48 h、温度为40 ℃、DppONH2与二硝基甘胍钠盐的摩尔比为3:1时二氨基二硝基甘胍的产率最高, 为35.07%。运用Gaussian 03程序包, 采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31++G(d, p)方法, 对其结构优化, 并基于其优化结构, 对该化合物的爆轰性能进行预测。用Monte-Carlo方法求得该化合物的理论密度为1.73 g·cm-3; 设计等键等电子反应得到其标准摩尔生成热为416.09 kJ·mol-1; Kamlet-Jacobs公式计算得到该化合物爆速为8.90 km·s-1, 爆压为34.27 GPa。理论计算结果说明该化合物密度、爆压、爆速均与RDX接近。