高能量密度化合物TNBIW性能的理論計(jì)算

廉 鵬，來蔚鵬，葛忠學(xué)，王伯周，王錫杰

（西安近代化學(xué)研究所，陜西西安710065）

高能量密度化合物TNBIW性能的理論計(jì)算

廉 鵬，來蔚鵬，葛忠學(xué)，王伯周，王錫杰

（西安近代化學(xué)研究所，陜西西安710065）

設(shè)計(jì)了一種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）-2，4，6，8，10，12-六氮雜異伍茲烷（TNBIW）。采用B3LYP法在6-31G**基組水平上對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，得到其穩(wěn)定的幾何構(gòu)型，在振動分析的基礎(chǔ)上求得體系的振動頻率和IR譜。采用Monte-Carlo法、Politzer推導(dǎo)的公式、Kamlet-Jacobs公式和VLW方程估算了密度、生成焓及爆轟性能。利用逆合成分析法設(shè)計(jì)了合成路線。結(jié)果表明，TNBIW籠形環(huán)與CL-20籠形環(huán)結(jié)構(gòu)相似，但由于籠形結(jié)構(gòu)更加扭曲，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較CL-20有所降低；鍵離解能（BDE）為124.71 kJ／mol，穩(wěn)定性良好；預(yù)估密度2.025 g／cm3，爆轟性能優(yōu)于HMX，與CL-20相當(dāng)，是一種爆炸性能良好的潛在含能化合物。

量子化學(xué)；高能量密度；幾何構(gòu)型；爆轟性能；TNBIW；籠形結(jié)構(gòu)

引 言

CL-20是迄今為止能量最高的單質(zhì)炸藥，是國內(nèi)外火炸藥研究的重點(diǎn)。CL-20的能量除自骨架碳原子的燃燒外，其能量更多來自于籠形結(jié)構(gòu)的張力［1］。因此，設(shè)計(jì)具有異伍茲烷籠形結(jié)構(gòu)的新分子并預(yù)估其性能，對研究該類化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及進(jìn)一步化學(xué)改性具有重要價(jià)值。

本研究基于CL-20的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種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）-2，4，6，8，10，12-六氮雜異伍茲烷（簡稱TNBIW）。將量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果與多種國際公認(rèn)的性能預(yù)估公式相結(jié)合，對該化合物的密度、生成焓、爆轟性能進(jìn)行了預(yù)估。在逆合成分析基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了切實(shí)可行的合成路線。……