n,n二四唑胺的n氧化及pb(ii)配合物的合成与表征【字数：14630】
摘 要四唑化合物具有低感度，高生成焓，污染小等优点，是“新一代”高能化合物的最佳方向之一。本文主要对N,N-二四唑胺(1-HBTA)及其N氧化物与配合物的进行合成与模拟；先用Gaussian09选取HF（Hartree-Fock）、DFT（Density Functional Theory）的RB3LYP算法分别计算了1-HBTA和1-HBTA的N氧化产物的生成焓，结果显N氧化物和配合物的生成焓高于1-HBTA。之后探究了1-HBTA在不同条件下的N氧化过程，实验结果显示，1-HBTA与K2S2O8在碱性条件下的N氧化产率最高，约为34.92%；最后开展了1-HBTA 配合物的研究，发现使用1-HBTA为配体与乙酸铅(Pb(Ac)2·5H2O)反应，调整水和乙醇的比值为1:1时，可以获得了又大有透明的方形晶体配合物[Pb(1-HBTA)2(H2O)3]。通过对晶体结构，荧光性质和热分解过程的分析，表明 [Pb(1-HBTA)2(H2O)3]可能具有吸附能力和荧光淬灭能力。从结构上分析三种产物，再结合文相关献，发现他们都是极佳的钝感高能化合物。
目 录
1引言 1
1.1 高能量密度化合物（HEDC） 1
1.1.1 高能量密度化合物（HEDC）的发展 1
1.1.2 传统高能量密度化合物（THEDC）的缺陷 3
1.2 四唑化合物及四唑配合物的发展与应用 5
1.2.1 四唑化合物的发展与应用 5
1.2.2 四唑配合物的发展与应用 6
1.3 研究钝感高能化合物的目的与意义 8
1.4 课题主要内容 8
2 实验部分 10
2.1 主要实验仪器与实验药品 10
2.1.1 主要实验仪器 10
2.1.1 主要实验药品 10
2.2 合成1HBTA 11
2.2.1 实验原理 11
2.2.2 实验方法 11
2.3 合成1HBTA的N氧化物 12
2.3.1 实验原理 12
2.3.2 实验方法 12
2.4 合成[Pb(1HBTA)2(H2O)3]配合物 15< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 2.4.1 实验原理 15
2.4.2 实验方法 15
3实验结果与表征分析 16
3.1 实验结果 16
3.1.1 1HBTA的合成 16
3.1.2 1HBTA N氧化产物的合成 16
3.1.3 [Pb(1HBTA)2(H2O)3]的合成 16
3.2 熔点测定与薄层析色谱分析 17
3.3 红外光谱分析 18
3.3.1 1HBTA的红外光谱分析 18
3.3.2 1HBTA的N氧化物的红外光谱分析 19
3.3.3 [Pb(1HBTA)2(H2O)3]的红外光谱分析 19
3.4 核磁氢谱（1HNMR）分析 20
3.4.1 1HBTA的1HNMR（模拟） 20
3.4.2 1HBTA的N氧化物的1HNMR（模拟） 21
3.4.3 1HBTA的1HNMR（实验） 21
3.5 单晶衍射分析 22
3.5.1晶体N，N二四唑胺模拟数据 22
3.5.2晶体1HBTA的N氧化物模拟数据 23
3.5.3晶体[Pb(1HBTA)2(H2O)3]配合物模拟数据 25
3.5.4晶体 [Pb(1HBTA)2(H2O)3]实测数据 27
3.6 荧光光谱分析 33
3.7 DSC和TGA分析 34
3.7.1 1HBTA的DSC和TGA曲线分析 34
3.7.2 1HBTA的N氧化物的DSC和TGA曲线分析 35
3.7.3 [Pb(1HBTA)2(H2O)3]的DSC和TGA曲线分析 36
结论与展望 38
参考文献 39
致谢 43
1引言
1.1 高能量密度化合物（HEDC）
1.1.1 高能量密度化合物（HEDC）的发展
HEDC指密度（ρ）不小于1.9克每立方米（gcm3），爆速（爆轰波稳定传播的速度）不小于9000米每秒（ms1），爆压（爆轰波阵面上的压力）不小于40吉帕（GPa）的高能化合物[1]。
两千年前，中国人炼制“仙丹”（见图1），无意中发现了火药，使火药就成为了中国四大发明之一。古代火药是在一定条件下，自身进行迅速燃烧，同时释放巨大声音和生成大量有色燃气。所以火药被做成了烟花（见图2），广泛应用于民间集会与庆祝。直到唐朝，人们才将火药使用到军事上，将火药制成火药球（炮弹的前身）；宋元期间，由于战争频繁爆发，火药武器具有极大的杀伤力与震慑力，火药箭（见图3）、火药炮、火枪（见图4）、火铳如雨后春笋般涌现[2]。火药于12世纪左右由中国传入欧洲。
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图1 古代炼丹炉 图2 烟花 / /
图3 古代火药箭 图4 火枪
18、19世纪，随着第一次工业革命的兴起，使用机械制作新式枪炮，军事工业快速发展，国力日益强盛。西方列强掀起了瓜分地球的热潮，传统的古代火药的杀伤力已经不能满足列强的野心。为了开发爆炸威力更强的火药，各国都投入了大量的人力物力财力。著名化学家Alfred Bernhard Nobel[3]经过不懈努力，发明了第一种烈性炸药 硝化甘油（ Nitroglycerine、NG）（见图5），所以 Nobel又被称为“现代炸药之父”。无论是中国古代火药，还是NG，其主要成分都是HEDC。纵观历史，自HEDC进入军事领域，由于具有极大的杀伤力，成为了各国的宠儿；即谁掌握了先进的HEDC，谁就主导了战局。
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图5 三硝酸甘油酯（NG）
1863年德国化学家Julius Wilbrand[4]发明了梯恩梯（2,4,6Trinitrotoluene、TNT）（见图6），TNT的密度ρ为1.65gcm3，生成焓ΔΗf为+62.6kJmol1，氧平衡OB为21.6%，计算爆压EP为210 kbar，计算爆速为6900ms1。
目 录
1引言 1
1.1 高能量密度化合物（HEDC） 1
1.1.1 高能量密度化合物（HEDC）的发展 1
1.1.2 传统高能量密度化合物（THEDC）的缺陷 3
1.2 四唑化合物及四唑配合物的发展与应用 5
1.2.1 四唑化合物的发展与应用 5
1.2.2 四唑配合物的发展与应用 6
1.3 研究钝感高能化合物的目的与意义 8
1.4 课题主要内容 8
2 实验部分 10
2.1 主要实验仪器与实验药品 10
2.1.1 主要实验仪器 10
2.1.1 主要实验药品 10
2.2 合成1HBTA 11
2.2.1 实验原理 11
2.2.2 实验方法 11
2.3 合成1HBTA的N氧化物 12
2.3.1 实验原理 12
2.3.2 实验方法 12
2.4 合成[Pb(1HBTA)2(H2O)3]配合物 15< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 2.4.1 实验原理 15
2.4.2 实验方法 15
3实验结果与表征分析 16
3.1 实验结果 16
3.1.1 1HBTA的合成 16
3.1.2 1HBTA N氧化产物的合成 16
3.1.3 [Pb(1HBTA)2(H2O)3]的合成 16
3.2 熔点测定与薄层析色谱分析 17
3.3 红外光谱分析 18
3.3.1 1HBTA的红外光谱分析 18
3.3.2 1HBTA的N氧化物的红外光谱分析 19
3.3.3 [Pb(1HBTA)2(H2O)3]的红外光谱分析 19
3.4 核磁氢谱（1HNMR）分析 20
3.4.1 1HBTA的1HNMR（模拟） 20
3.4.2 1HBTA的N氧化物的1HNMR（模拟） 21
3.4.3 1HBTA的1HNMR（实验） 21
3.5 单晶衍射分析 22
3.5.1晶体N，N二四唑胺模拟数据 22
3.5.2晶体1HBTA的N氧化物模拟数据 23
3.5.3晶体[Pb(1HBTA)2(H2O)3]配合物模拟数据 25
3.5.4晶体 [Pb(1HBTA)2(H2O)3]实测数据 27
3.6 荧光光谱分析 33
3.7 DSC和TGA分析 34
3.7.1 1HBTA的DSC和TGA曲线分析 34
3.7.2 1HBTA的N氧化物的DSC和TGA曲线分析 35
3.7.3 [Pb(1HBTA)2(H2O)3]的DSC和TGA曲线分析 36
结论与展望 38
参考文献 39
致谢 43
1引言
1.1 高能量密度化合物（HEDC）
1.1.1 高能量密度化合物（HEDC）的发展
HEDC指密度（ρ）不小于1.9克每立方米（gcm3），爆速（爆轰波稳定传播的速度）不小于9000米每秒（ms1），爆压（爆轰波阵面上的压力）不小于40吉帕（GPa）的高能化合物[1]。
两千年前，中国人炼制“仙丹”（见图1），无意中发现了火药，使火药就成为了中国四大发明之一。古代火药是在一定条件下，自身进行迅速燃烧，同时释放巨大声音和生成大量有色燃气。所以火药被做成了烟花（见图2），广泛应用于民间集会与庆祝。直到唐朝，人们才将火药使用到军事上，将火药制成火药球（炮弹的前身）；宋元期间，由于战争频繁爆发，火药武器具有极大的杀伤力与震慑力，火药箭（见图3）、火药炮、火枪（见图4）、火铳如雨后春笋般涌现[2]。火药于12世纪左右由中国传入欧洲。
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图1 古代炼丹炉 图2 烟花 / /
图3 古代火药箭 图4 火枪
18、19世纪，随着第一次工业革命的兴起，使用机械制作新式枪炮，军事工业快速发展，国力日益强盛。西方列强掀起了瓜分地球的热潮，传统的古代火药的杀伤力已经不能满足列强的野心。为了开发爆炸威力更强的火药，各国都投入了大量的人力物力财力。著名化学家Alfred Bernhard Nobel[3]经过不懈努力，发明了第一种烈性炸药 硝化甘油（ Nitroglycerine、NG）（见图5），所以 Nobel又被称为“现代炸药之父”。无论是中国古代火药，还是NG，其主要成分都是HEDC。纵观历史，自HEDC进入军事领域，由于具有极大的杀伤力，成为了各国的宠儿；即谁掌握了先进的HEDC，谁就主导了战局。
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图5 三硝酸甘油酯（NG）
1863年德国化学家Julius Wilbrand[4]发明了梯恩梯（2,4,6Trinitrotoluene、TNT）（见图6），TNT的密度ρ为1.65gcm3，生成焓ΔΗf为+62.6kJmol1，氧平衡OB为21.6%，计算爆压EP为210 kbar，计算爆速为6900ms1。
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