廉 鹏，来蔚鹏，葛忠学，王伯周，王锡杰

（西安近代化学研究所，陕西西安710065）

高能量密度化合物TNBIW性能的理论计算

廉 鹏，来蔚鹏，葛忠学，王伯周，王锡杰

（西安近代化学研究所，陕西西安710065）

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124.71 kJ／mol，稳定性良好；预估密度2.025 g／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。

量子化学；高能量密度；几何构型；爆轰性能；TNBIW；笼形结构

引 言

CL-20是迄今为止能量最高的单质炸药，是国内外火炸药研究的重点。CL-20的能量除自骨架碳原子的燃烧外，其能量更多来自于笼形结构的张力［1］。因此，设计具有异伍兹烷笼形结构的新分子并预估其性能，对研究该类化合物的结构特点及进一步化学改性具有重要价值。

本研究基于CL-20的结构，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（简称TNBIW）。将量子化学计算结果与多种国际公认的性能预估公式相结合，对该化合物的密度、生成焓、爆轰性能进行了预估。在逆合成分析基础上设计了切实可行的合成路线。……