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氧化呋咱高能钝感炸药的研究现状
g·cm- 3 ,爆速提高300 m·s - 1左右 ; 此外,呋咱系列含能化合物的密度大多在1. 80 g·cm- 3以上,有利于提高炸药的爆轰性能。目前,以3 ,42二氨基呋咱(DAF) 为原料合成含呋咱环的氮杂硝胺类含能材料已成为含能材料合成领域中最活跃的部分,DAF 被认为是推进剂和炸药发展史上的一个新起点。从结构上看,当呋咱的两个氢原子被不同的取代基取代时,分子将成为炸药或炸药合成中间体。有关不同取代基呋咱化合物、呋咱环自由基或离子的分子特性的系统理论研究还未见报道。而探讨之必将有助于探索呋咱类炸药的特性、设计呋咱类炸药的合成工艺及进行呋咱类炸药的分子设计。呋咱自由基是呋咱类化合物合成或分解过程中可能的中间产物。
呋咱及其自由基的结构
从几何优化结果我们可以看出: (1) 两个自由基及呋咱为平面分子型分子,表明分子有共轭的可能,但由于N —O 键键长接近或超过其单键键长而未能有效参与共轭,所以整个分子环的共轭性应该较弱,而且N —O 键可能是环稳定的“薄弱环节”。(2) 呋咱环能够从与之相连的氢原子上转移电子,例如,从双自由基到单自由基到呋咱,环上负电荷由0 增加到0. 587。环获得一定量的电子后,环的稳定度(共轭性) 增加,如从双自由基、单自由基到呋咱分子环上最长键长C3 —C4与最短键长N2 —C3 的差值依次为: 0. 015 4 nm、0. 013 8nm、0. 010 4 nm ,环上键长不断趋于平均而共轭性增加。
呋咱及其自由基环的共轭性较弱,分子共轭性强弱及其稳定性次序为呋咱> 单自由基> 双自由基,
2011年大三下学期文献检索—文献综述
中北大学化工与环境学院 0804024315 申晓华
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氧化呋咱高能钝感炸药的研究现状
且N —O 键可能是分子热安定性的“薄弱环节”； 呋咱环能够从与之相连的氢原子上转移电子,环获得一定量的电子以后,环的稳定度增加； 双自由基对亲核、亲电及自由基反应均有一定的活性,单自由基次之,而呋咱较稳定; 所有分子上的N 原子可能对反应有一定活性。
【结论】
近年来,对氧化呋咱环化合物的合成研究已经取得了很大进展,各种带有不同取代基的氧化呋咱类化合物相继被合成出来,极大地丰富了我国高能量密度材料的种类。对于设计含C、H、O、N 原子的高能量密度化合物,呋咱环是一个非常有效的结构单元,即使没有爆炸基团的存在,大部分呋咱化合物也能作为含能化合物应用。
含能材料的发展趋势是向着高密度、高能低感的方向发展，而氧化呋咱高能钝感炸药是其中发展潜力较大的一种，具有良好的研究价值和应用前景。氧化呋咱环可赋予其衍生物环张力和高标准生成焓,具良好的热稳定性,因此氧化呋咱环是新型高能钝感炸药高能量密度化合物分子结构设计中理想的结构单元。
【结束语】
呋咱类(含氧化呋咱类) 炸药是含能材料家族的重要成员 。氧化呋咱含能衍生物具有高能量密
度、高标准生成焓、高氮含量等优异性能,因此有望在今后得到广泛的应用。
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