新型双呋咱并[3,4-b ∶3′,4′-f]氧化呋咱并[3″,4″-d]氧杂环庚三烯的合成与量子化学研究

2012-11-21周彦水王伯周王锡杰宁艳利李建康张叶高

合成化学 2012年2期

关键词：振动

周彦水，王伯周，王锡杰，周诚，宁艳利，廉鹏，李建康，张叶高

(西安近代化学研究所，陕西西安 710065)

高能量密度材料研究的重要内容之一是合成能量密度高、稳定性好、感度低的新一类高能量密度化合物。呋咱醚类化合物是典型的含能材料，含有呋咱或氧化呋咱含能结构单元，由于醚键的引入增加了其柔韧性。该类化合物具有能量密度高、标准生成焓大、氮含量较高、熔点低以及塑性强等特点，可以作为熔铸炸药液相载体，也可作为推进剂中的含能增塑剂[1～5]。

本文以3,4-双(4′-硝基呋咱-3′-基)氧化呋咱(2)为原料，设计并合成了新型双呋咱并[3,4-b∶3′,4′-f]氧化呋咱并[3″,4″-d]氧杂环庚三烯(1, Scheme 1)，收率50．1%，其结构经13C NMR，15N NMR， IR， MS和元素分析表征。探讨了碱性条件下，2硝基分子内醚化合成1的关键影响因素，获得最佳反应条件。用B3LYP方法在6-31G**基组水平上对1的结构进行了计算，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。测定了1的部分物化性能和爆轰性能,为其应用研究提供了可靠的基础数据。

Scheme1

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

WRS-1型熔点仪(温度未校正)；岛津UV-2100型紫外分光光度计；Bruker-AV500型超导核磁共振谱仪(DMSO-d6为溶剂，TMS为内标)；Bruker-TENSOR 27型傅里叶变换红外光谱仪(KBr压片)；岛津GC-MS-QP2010 PLUS型质谱仪；德国艾乐曼EL-Ⅲ型元素分析仪；德国GC-2010型高效液相色谱仪。

2按文献[6～9]方法合成；其余所用试剂均为化学纯，其中乙腈用前经P2O5干燥蒸馏除水。