多硝基3，3，7，7-四（三氟甲基）-2，4，6，8-四氮雜雙環［3.3.0］辛烷的合成與性能

楊童童，劉 洋，侯曉文，孟子暉，徐志斌

（北京理工大學化學與化工學院，北京 100081）

1 引言

自19 世紀首次制備出甘脲起，甘脲及其衍生物就引起了化學家們的廣泛關注［1-2］。甘脲分子的結構獨特而規整，分子中含有兩個通過烷基橋連起來的雜環，環間具有剛性夾角，使其分子無構象變化。甘脲分子的兩端各有一個對稱的脲羰基，羰基旁有4 個仲胺基，活潑氫的存在使分子之間容易形成氫鍵，增加了甘脲分子的密度和穩定性［3］。近年來，基于甘脲及其衍生物的含能化合物被相繼報導，使其有望成為良好的含能材料骨架［4-8］。

然而甘脲分子的溶解性差，在常規有機溶劑和水溶液中幾乎不溶，限制了其應用［9］。作為氫原子的電子等排體，氟原子本身具有較強的氧化性和較大的密度。在傳統的CHON 類含能化合物中引入氟原子不僅可以增加密度，還可通過分子內氫鍵增強分子穩定性，從而降低含能材料的感度。另外含氟化合物在爆炸分解時，氟原子會以氧化劑的形式出現，其產物為HF 氣 體，具 有 生 成 熱 高，爆 轟 性 能 好 等 優 點［10-14］。Adolph［15］在100%HNO3中硝化3，3，7，7-四（三氟甲基）-2，4，6，8-四氮雜雙環-［3.3.0］辛烷合成了四硝基取代產物，但并未對相關硝化產物的性能進行研究。其制備過程中使用的100%HNO3不僅制備困難，而且存在較大的安全隱患。因此，本課題組開展了3，3，7，7-四（三氟甲基）-2，4，6，8-四氮雜雙環-［3.3.0］辛烷環在發煙硝酸的硝化研究，成功制備了不同硝基取代的產 物，并 研 究 了 多 硝 基 取 代3，3，7，7-四（三 氟 甲基）-2，4，6，8-四氮雜雙環-［3.3.0］辛烷的性能，為含能材料研究提供了新的思路。……