苏海鹏，毕福强，葛忠学，汪 伟，朱 勇

（西安近代化学研究所，陕西西安710065）

二硝基芳杂环并哒嗪化合物结构和性能的理论计算

苏海鹏，毕福强，葛忠学，汪 伟，朱 勇

（西安近代化学研究所，陕西西安710065）

设计了3种二硝基芳杂环并哒嗪化合物：4，7-二硝基呋咱并［3，4-d］哒嗪（DNFP）、4，7-二硝基氧化呋咱并［3，4-d］哒嗪（DNFOP）和5，8-二硝基哒嗪并［4，5-e］［1，2，3，4］-四嗪1，3-二氧化物（DNPTDO）。采用密度泛函理论的B3LYP方法在6-31G**基组水平上对3种化合物的构型进行了全优化，计算了Wiberg键级、键离解能（BDE）和静电势参数、理论密度和固相生成焓，用Kamlet-Jacobs公式和最小自由能法计算了爆速、爆压和能量特性。结果表明，DNFP的键离解能为216.13 kJ／mol，密度为1.903 g／cm3，爆速为8811 m／s，爆压为36.27 GPa，未达到高能量密度化合物的标准；DNFOP和DNPTDO的键离解能分别为80.37和208.59 kJ／mol，密度分别为1.939和1.942 g／cm3，爆速分别为9 151和9235 m／s，爆压分别为39.54和40.30 GPa。DNFP、DNFOP和DNPTDO的理论比冲分别比RDX高97.6、120.6和140.6 N·s／kg。

量子化学；4，7-二硝基呋咱并［3，4-d］哒嗪；4，7-二硝基氧化呋咱并［3，4-d］哒嗪；5，8-二硝基哒嗪并［4，5-e］［1，2，3，4］-四嗪1，3-二氧化物；高能量密度化合物

引 言

近年来，开展新型高能量密度材料的设计和筛选以及目标化合物的合成研究已成为含能材料研究领域的主要方向之一［1］。为了从根本上提高含能化合物的热稳定性，在分子设计中通常选择芳杂环体系作为结构母体，再通过与硝基、硝酸酯基、硝氨基和叠氮基等含能取代基组合以获得综合性能较佳的含能化合物［2］。研究人员通过理论或实验方法研究了芳杂环结构作为含能化合物母体的可行性。［3-7］

本研究选择氮氧含量较高的呋咱、氧化呋咱和［1，2，3，4］-四嗪1，3-二……