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| 1 | 3,3'-二硝基双呋咱醚(FOF-1)合成、晶体结构及理论研究显示文摘以二硝基呋咱(DNF)为原料,碱性条件下通过DNF分子间硝基醚化合成了3,3'-二硝基双呋咱醚(FOF-1),产率67%,采用红外光谱、核磁共振、质谱及元素分析进行了结构表征.初步探讨了硝基分子间醚化合成FOF-1反应机理,确定了分子间醚化的最佳条件.培养了FOF-1单晶,X射线单晶衍射分析结果表明:FOF-1晶体结构属正交晶系,空间群为P2(1)2(1)2(1),a=6.507(3)nm,b=7.342(4)nm,c=18.721(9)nm,α=90°,β=90°,γ=90°,Dc=1.813g·cm-3;用B3LYP方法在6-31G(d,p)基组水平上对FOF-1的结构进行了计算,得到了其稳定的几何构型和键级.在振动分析的基础上求得体系在不同温度下的热力学性质,并得到了温度对热力学性能影响的关系式.探讨了其热解机理,计算出醚键断裂时的的活化能为234.12kJ·mol-1. | 王锡杰 廉鹏 葛忠学 王伯周 薛永强 覃光明 | 2010 | 化学学报2010,68,6: | 16 |
| 2 | 新型高能量密度化合物3,6-双(3,5-二硝基-1,2,4-三唑-1)-1,2,4,5-四嗪-1,4-二氧化物的性能预估及合成路线设计显示文摘采用C++自编译程序及组合原理,设计并筛选出一种未见报道的新型富氮类高能量密度化合物——3,6-双(3,5-二硝基-1,2,4-三唑-1)-1,2,4,5-四嗪-1,4-二氧化物,用B3LYP法,在6-31G**基组水平上得到该化合物全优化构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱;通过键级分析得到热解引发键的键离解能(BDE);采用Monte-Carlo方法预估了密度;设计等键等电子反应计算了生成焓;运用Kamlet-Jacobs公式预测爆速、爆压和爆热;运用Keshavarz等推导的预估撞击感度H50的公式预测了撞击感度性能;并利用逆合成分析法设计其合成路线.结果表明:该化合物存在8个强吸收峰,校正后的热解引发键的BDE为264kJ·mol-1,稳定性较优;密度1.955g·cm-3、生成焓901.72kJ·mol-1、爆速9191.48m·s-1、爆压39.32GPa、爆热6705.15J·g-1;撞击感度H50为55.85cm,低于黑索金(RDX)和奥克托今(HMX);以上性能均达到了高能量密度化合物的标准,且该化合物设计合成路线步骤较少、原料易得,有望得到广泛应用. | 廉鹏 来蔚鹏 王伯周 葛忠学 朱维良 薛永强 | 2009 | 化学学报2009,67,20: | 11 |
| 3 | 硝基吡唑类衍生物的结构和爆轰性能的理论研究显示文摘采用B3LYP/6-311G**方法对24种硝基吡唑类衍生物体系进行了全优化,几何优化结果表明所有化合物均无虚频,为势能面上的稳定结构;采用Monte-Carlo方法理论估算了24种化合物的密度,并设计等键等电子反应计算了其生成焓;运用Kamlet-Jacobs预测了爆速、爆压,其爆速在6.42~9.00 km.s-1之间。结果表明:吡唑环上有一定的芳香性,所设计的系列硝基吡唑化合物能量较高,是有潜力的含能材料候选物。 | 仪建红 胡双启 刘胜楠 曹端林 任君 | 2010 | 含能材料2010,18,3: | 9 |
| 4 | FOF-18结构与性能的量子化学研究显示文摘用B3LYP法,在6-31G基组水平上优化了FOF-18的几何构型,得其稳定的几何构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱;采用Monte-Carlo方法预估了密度;设计等键等电子反应计算了生成焓;运用Kamlet公式预测爆速、爆压和爆热;将计算性能与CL-20的性能作比较。结果表明,FOF-18整个分子呈N字形,且存在7个强吸收峰,密度2.06g/cm3、生成焓501.03kJ/mol、爆速9411.82m/s、爆压42440.76MPa、爆热6637.46kJ/kg,该化合物的性能与CL-20接近。 | 葛忠学 来蔚鹏 廉鹏 王伯周 薛永强 | 2007 | 火炸药学报2007,30,6: | 7 |
| 5 | 高能量密度化合物TNBIW性能的理论计算显示文摘设计了一种新型高能量密度化合物2,6,8,12-四硝基-4,10-二(硝基氧化偶氮基)-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(TNBIW)。采用B3LYP法在6-31G**基组水平上对其结构进行了优化,得到其稳定的几何构型,在振动分析的基础上求得体系的振动频率和IR谱。采用Monte-Carlo法、Politzer推导的公式、Kamlet-Jacobs公式和VLW方程估算了密度、生成焓及爆轰性能。利用逆合成分析法设计了合成路线。结果表明,TNBIW笼形环与CL-20笼形环结构相似,但由于笼形结构更加扭曲,其结构稳定性较CL-20有所降低;键离解能(BDE)为124.71kJ/mol,稳定性良好;预估密度2.025g/cm3,爆轰性能优于HMX,与CL-20相当,是一种爆炸性能良好的潜在含能化合物。 | 廉鹏 来蔚鹏 葛忠学 王伯周 王锡杰 | 2014 | 火炸药学报2014,37,4: | 5 |
| 6 | 5,5′-氧化偶氮双(4-硝基-1,2,3-三唑-1-)氧化呋咱的理论研究与性能预估显示文摘设计了一种新型富氮类高能量密度化合物5,5′-氧化偶氮双(4-硝基-1,2,3-三唑-1-)氧化呋咱,采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G**基组水平上得到该化合物全优化构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率I、R谱;通过键级分析得到热解引发键的键离解能(BDE);预估了该化合物密度、生成焓、爆速、爆压和爆热,并预测了撞击感度。结果表明,该化合物存在11个强吸收峰,校正后热解引发键的BDE为144.77 kJ/mol,热分解活化能为204.93 kJ/mol,稳定性较优;密度1.975 g/cm3、生成焓963.837 kJ/mol、爆速9 015 m/s(K-J)、9 337 m/s(VLW),爆压38.64 GPa(K-J)、50.60 GPa(VLW);撞击感度H50为16.89 cm,稍低于RDX(24 cm)和HMX(26 cm)。 | 来蔚鹏 廉鹏 常海波 尉涛 吕剑 薛永强 | 2011 | 火炸药学报2011,34,1: | 5 |
| 7 | 吡唑类化合物结构与性能关系的理论研究显示文摘构建了几种吡唑化合物的分子结构,运用密度泛函理论在B3LYP/6-311G(d,p)水平上对设计的吡唑氮杂环化合物性能进行了理论计算。在最稳定几何构型基础上,基于自然键轨道理论,分析了稳定结构的成键情况和吡唑环上的共轭性;用静电势图分析了吡唑化合物的反应性;理论估算了9种化合物的标准气态生成热和Bader密度;最后采用VLW方程计算了这些化合物的爆速、爆压。结果表明:吡唑环上有一定的芳香性特征;理论计算得到部分化合物的总能量和密度与NH2原子个数都有较好的线性关系;大多数化合物的爆速在8.0 km.s-1以上。 | 殷明 舒远杰 熊鹰 罗世凯 龙新平 朱祖良 杜军良 | 2008 | 含能材料2008,16,5: | 4 |
| 8 | 几种唑类炸药分子的结构和爆轰性能的密度泛函理论研究显示文摘运用B3LYP/6-311+G**密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)方法对CL-14,NNHT,ANPZ-i,DNMT的结构进行了全优化.几何优化结果表明:所有化合物均无虚频,为势能面上的稳定结构.采用Monte-Carlo方法理论估算了4种化合物的密度,并设计等键等电子反应计算了其生成焓;基于统计热力学,求得部分标题化合物100~1 200 K温度范围内的热力学性质;运用Kamlet-Jacobs方程预测了爆速、爆压,其爆速在7.83~8.44 km.s-1之间.研究结果表明:苯并呋咱环、三嗪环、吡嗪环和三唑环具有一定的芳香性,使得分子能稳定存在,所设计的标题化合物能量较高,是有潜力的含能材料候选物. | 朱佳平 刘胜楠 李永祥 王建龙 曹端林 任君 | 2011 | 中北大学学报(自然科学版)2011,32,2: | 3 |
| 9 | 三呋咱并氧杂环庚三烯便捷新法合成及量子化学研究显示文摘为解决目前三呋咱并氧杂环庚三烯(TFO)的合成方法难于工业化的问题,设计了TFO便捷合成新方法。以3,4-双(3’-硝基呋咱-4’-基)氧化呋咱(DNTF)为原料,经醚化、还原合成了TFO,总收率为71.1%,并利用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)、质谱(MS)及元素分析等进行了结构表征;探讨了还原反应的关键影响因素,确定了最佳的反应条件为:还原剂为亚磷酸三乙酯,料比n(还原剂):n(BFFO)为2:1,反应温度为80℃,时间为18h。采用DSC研究了TFO的热性能,分解点为377.4℃。基于Gussian 98程序的B3LYP方法,在6-31G(d,p)基组水平上对TFO的结构进行了优化,得到了稳定的几何构型和键级,在振动分析的基础上求得体系在不同温度下的热力学性质,得到了温度对热力学性能影响的关系式,结果表明TFO分子结构稳定性较好。 | 王锡杰 陈松 廉鹏 罗志龙 贾思媛 王伯周 | 2020 | 高校化学工程学报2020,34,3: | 1 |
| 10 | 三呋咱并氧(氮)杂环庚三烯的密度泛函理论研究显示文摘以4种新型三呋咱并氧(氮)杂环庚三烯分子为研究对象,采用密度泛函理论B3LYP/6-31G(d,p)方法优化了其结构,得到了最优几何构型,并在振动分析的基础上求得体系的振动频率和IR谱,通过键级和键离解能(BDE)计算考察了4种分子的稳定性,在密度和生成焓计算基础上利用Kamlet-Jacobs公式预估了其性能。结果表明:当呋咱环上的N原子被氧化形成N→O配位键,与该N原子相连的O—N键和C—N键键长增大,与该N原子相间的N—O键和C—C键键长减小,除了氧化呋咱环上N—O—N键角显著减小外,其余键角无明显变化,二面角的变化幅度非常小,整个分子近乎在同一平面上;4个化合物的热稳定性均较好,但当呋咱环被氧化成为氧化呋咱环后,化合物的热稳定性显著降低,其热稳定性顺序为TFZN-1>TFZO-1>>TFZN-2≈TFZO-2;呋咱环被氧化后能够大幅度提高炸药的爆轰性能,预估爆速在7600~8100 m/s范围,且与实测值吻合较好。 | 廉鹏 来蔚鹏 吕剑 刘英哲 尉涛 王伯周 | 2016 | 计算机与应用化学2016,33,8: | 1 |
| 11 | 四氮杂大环含能化合物(TFFA)合成、表征与量子化学研究显示文摘以3,4-双(3'-氨基呋咱-4'-基)呋咱氧化呋咱(DATF)和三氯异氰脲酸为原料,通过氧化反应得到大环含能化合物四呋咱并[3,4-c:3'',4''-g:3''',4'''-k:3''''',4'''''-o]双氧化呋咱并[3',4'-c:3'''',4''''-m][1,2,9,10]四氮杂环十六辛烯(TFFA),产率为52.3%。采用核磁共振、红外光谱、质谱和元素分析等表征了结构,并探讨了三氯异氰脲酸氧化DATF的反应机理。利用差示扫描量热法(DSC)、热重-微商热重法(TG-DTG)等研究了TFFA的热行为,分解峰温为215.2℃,表明其热稳定性较好。运用B3LYP方法,在6-31G(d,p)基组水平上对TFFA的结构进行了优化,在振动分析的基础上得到了温度对热力学性能影响的关系式;通过Kamlet-Jacobs公式计算并预估了TFFA的物化与爆轰性能,其密度1.86 g·cm-3、生成焓1905 kJ·mol-1、爆速8775 m·s-1、爆压38.92 GPa和爆热7015 k J·kg-1。 | 王锡杰 廉鹏 王伯周 毕福强 周彦水 宁艳利 | 2015 | 含能材料2015,23,2: | 1 |
| 12 | 新型高能量密度化合物BNFDAONAB的结构与性能量子化学研究显示文摘设计了一种新型高能量密度化合物(HEDC)—N,N、-二(4-硝基呋咱基-3-基-)-4,4′-二氨基-2、2′,3、3′,5、5′,6、6′-八硝基偶氮苯(BNFDAONAB),采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-31+G**基组水平下对其结构进行优化并计算获得了其红外(IR)光谱;采用Monte-Carlo方法预测了BNFDAONAB的理论密度为2.08g/cm3;设计等键反应计算了生成焓为865.79k J/mol;运用Klmet-Jacobs公式预测了BNFDAONAB的爆速、爆压和爆热值分别为9.13km/s、39.03GPa和4 487.44J/g;运用Keshavarz公式预测撞击感度H50为1.06cm;并利用逆合成分析法设计了其合成路线。结果表明,该化合物主要性能的预测值基本达到了HEDC的要求,是一种潜在的绿色起爆药。 | 荆苏明 刘玉存 刘登程 郭嘉昒 | 2015 | 火工品2015,,2: | 1 |
| 13 | 非对称性呋咱醚3-叠氮基-3’-硝基呋咱醚:合成及量子化学研究(英文)显示文摘以3-叠氮基-4-氨基呋咱(AAF)为起始原料,经卡罗酸氧化,水解及分子间醚化反应,首次合成了3-叠氮基-3′-硝基双呋咱基醚(ANFO),总收率32.7%。采用1HNMR,13CNMR,FT-IR,MS和元素分析表征了ANFO和中间体的结构;以过氧化氢(50%)、硫酸、钨酸钠为新的氧化系统,对ANF氧化法进行了改进,产率达75.1%。探讨了氧化和醚化反应的最佳条件,得到最佳反应条件为:氧化体系n(H2O2)∶n(H2SO4)=1∶1.5,醚化体系反应温度为30℃。采用B3LYP/6-31G(d,p)法优化了ANFO的结构,在振动分析的基础上计算了ANFO在不同温度下的热力学性质。采用差示扫描量热法(DSC)和密度泛函理论(DFT)研究了ANFO的物理化学性质和爆轰性能。计算的密度、熔点、爆速、爆压、撞击感度(H50)和爆热分别1.85g·cm-3,182.3℃(dec.),8660m·s^-1,33.81GPa,35.2cm,6725kJ·kg^-1。 | 王锡杰 毕福强 廉鹏 刘宁 王伯周 | 2019 | 含能材料2019,27,7: | 0 |
| 14 | 新型高能量密度化合物NAPTDO性能的理论研究显示文摘新设计一种高能量密度化合物3-硝基氧化偶氮基-4-硝氨基吡嗪并-4',6'-二氧化-1',2',3',4'-四嗪(简称NAPTDO)。采用B3LYP法,在6-31G**基组水平上对其结构进行了优化,计算了其性能,得其稳定的几何构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱,采用Monte-Carlo法计算了密度,利用Polizer等推导的固相生成焓预估公式估算了生成焓,使用Kamlet-Jacobs公式和VLW方程预估了爆轰性能。结果表明:NAPTDO由四嗪环并吡嗪环构成,2个环几乎在同一个平面内,形成离域大π键,硝基氧化偶氮基与吡嗪环呈一定夹角,且硝基不稳定,易脱落;NAPTDO预估性能与HMX和CL-20相比较,其密度(2.002g·cm^(-3))、爆速(9569 m·s^(-1))和爆压(50.18 GPa)均高于HMX,略高(或基本相当)于CL-20。 | 廉鹏 来蔚鹏 王伯周 葛忠学 李辉 | 2013 | 计算机与应用化学2013,30,12: | 0 |
| 15 | 2,8-二硝基-6氨基嘌呤的合成与表征显示文摘以生物体内普遍存在的腺嘌呤为原料,通过一步硝化反应以79.1%的产率合成了新的含能化合物2,8-二硝基-6氨基嘌呤,幵用IR、1H NMR、13C NMR和元素分析对化合物进行表征;采用DSC研究了其热行为;基于B3LYP/6-311+G(d,p)方法计算了化合物的理论密度、标准生成焓,幵通过Kamlet-Jacobs经验公式对其爆速、爆压进行了理论计算。结果表明:2,8-二硝基-6氨基嘌呤具有良好的热安定性,理论密度为1.727g/cm3,生成焓为287.618k J/mol,爆速为8.139km/s,爆压为28.66GPa,是一种良好的钝感含能化合物。 | 齐铭 刘玉存 荆苏明 贺倩倩 杜黎小松 | 2017 | 火工品2017,,6: | 0 |
| 16 | 三氨基胍与乙二醛反应相互作用能的理论研究显示文摘采用量子化学方法详细计算了三氨基胍与乙二醛反应中各分子的结构,反应相互作用能。计算结果表明,反应过程中A分子中2个亚氨基上的氮原子分别与B分子中的2个碳原子结合形成一个咪唑烷五员环,同时,原来B分子中的碳原子由sp^2杂化转变为sp^3杂化。反应过程中A和B分子由于结构变化造成的分子能量增量之和小于A和B分子相互作用(吸引)能的绝对值,因此,A和B分子可以结合生成C分子。 | 廉鹏 来蔚鹏 王锡杰 罗义芬 李亚南 李辉 王伯周 吕剑 | 2015 | 计算机与应用化学2015,32,3: | 0 |