TANPyO及其金属配合物的合成与性能-含能材料
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［ ３－ ５ ］
熔融分解点 大 于 ３ ４ ０ħ 。 其 它 试 剂 均 为 市 售 化 学 纯 或分析纯产品，除特别说明外，不经处理直接使用。 ㊀ ㊀ ＤＳ Ｃ ８ ２ ３ ｅ差 示 扫 描 量 热 仪 （ 瑞 士 ＭＥ Ｔ Ｔ Ｌ Ｅ Ｒ Ｔ ＯＬ Ｅ Ｄ 公 司） ， 试样量约为 １ ． ０ ｍｇ ， 升温速率为
和Ｃ ｕ （ 两 种 含 能 配 合 物， 通 过 红 外、 元 素 分 析、 Ⅱ）
１ ㊀引㊀言
［ １ ］ ㊀㊀Ｒ ｉ ｔ ｔ ｅ ｒ 和Ｌ ｉ ｃ ｈ ｔ 以２ ， ６ 二 氨 基 吡 啶 为 原 料， 通过
ＤＳ Ｃ和 Ｔ Ｇ ＤＴ Ｇ 分析了 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 及其配合物 的 组 成 与热分解性能， 探讨了配合物对高氯酸铵（ Ａ Ｐ ） 热分解 催化的影响， 测试了 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 感度。
成的配合物对双基火箭推进剂的燃烧具有很好的调节
８－ ９ ］ 作用， 是一类性能优良的含能催化剂 ［ 。研究表明：
光谱分析仪（ Ｋ Ｂ ｒ 压片） （ 美国 Ｎ Ｉ Ｃ ＯＬ Ｅ Ｔ公 司 ） ；德 国Ｖ ａ ｒ ｉ ｏＥ Ｌ ＨＮＯＳ元素分析仪。 Ⅲ Ｃ ２ ． ２ ㊀ 实验过程 ２ ． ２ ． １ ㊀Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 的合成 ㊀㊀ 将 ２ ． １ ５ｇ（ ０ ． ０ １ｍｏ ｌ ）Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 加入到 １ ５ ０ｍＬ （ 组成为 Ｖ （ ＤＭＳ Ｏ） （ Ｈ２Ｏ）＝３ ， ＮＨ３ 质 量 分 Ｖ １ 数７ ． ０ ％） 的混合溶液中， 搅 拌 至 均 匀 状 态， 在３ ０ｍｉ ｎ 内加入８ ． ０ｇ（ ０ ． ０ ４ ５ｍｏ ｌ ） Ｋ Ｍｎ Ｏ４， 继续搅拌至均匀
２ ㊀ 实验部分
２ ． １ ㊀ 试剂与仪器 ㊀㊀２ ， ６ 二氨基 ３ ， ５ 二硝基吡啶 １ 氧化物（ Ａ Ｎ Ｐ ｙ Ｏ） 为实
１ １ ］ 验室合成［ ， 黄色粉末状小颗粒， 密度为１ ． ８ ８ ８ｇ ·ｃ ｍ－３，
源自文库种含氮量高、 稳定性好、 感度低、 能量高、 成本低的高能 钝感炸药。 ㊀㊀ 以含能材料为配体形成的具有一定爆炸性能的配 合物称为含能配合物， 它的出现， 预示着钝感、 含能、 环 保材料成为的一个重要发展方向。这类配合物可用于 军民两用火工品， 爆破器材的起爆药， 起爆装药及含能 催化剂， 因而引起了含能材料行业的极大关注
６ ４ ４ 文章编号：１ ０ ０ ６ ９ ９ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ ０ ６ ４ ４ ０ ５
刘进剑，刘祖亮，蔺向阳，成健，方东
Ｔ Ａ Ｎ Ｐ ｙ Ｏ 及其金属配合物的合成与性能
刘进剑 １，刘祖亮 １，蔺向阳 １，成 ㊀ 健 １，方 ㊀ 东 ２
（ １ ． 南京理工大学化工学院，江苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ４ ；２ ． 盐城师范学院，江苏 盐城 ２ ２ ４ ０ ０ ２ ） 摘 ㊀ 要：用 ２ ， ４ ， ６ 三氨基 ３ ， ５ 二硝基吡啶 １ 氧化物（ Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ） 作配体， 合成了两种过渡金属［ Ｎｉ （ ｕ （ ］ 配合物， 并用红 Ⅱ ）和 Ｃ Ⅱ） 外、 元素分析、 ＤＳ Ｃ 、 Ｔ Ｇ ＤＴ Ｇ 进 行 了 表 征。 研 究 了 两 种 配 合 物 对 高 氯 酸 铵 （ Ａ Ｐ ） 热 分 解 的 影 响。 按 ＧＪ Ｂ ７ ７ ２ Ａ －１ ９ ９ ７测 试 了 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ的感度。结果表明， 配合物的热分解过程仅由 １个剧烈放热峰组成， 剩余残渣为金属氧化 物。 两 种 配 合 物 使 Ａ Ｐ高 温 分 解 峰温度分别提前 ４ ７ ． １ ４ħ 和 ９ ８ ． ２ ４ħ ， 分解速度加快， 放热量增加， 显示这两种配合物对 Ａ Ｐ热分解有良好的催化 效 果。 撞 击 落 高 为３ ０ ０ｃ ｍ， 摩擦感度和静电火花感度均为 ０ ， 表明 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 是一种非常钝感的含能材料。 关键词：有机化学；吡啶氮氧化物；含能配合物；热分析；感度；催化性能 中图分类号：Ｔ Ｊ ５ ５ ；Ｏ６ ２ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ ９ ９ ４ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ １ ６
Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 可以与 铜、 镍、 钴等过渡金属形成配位化合 物， 是一种性能优良的含能配体
［ １ ０ ］
。
㊀㊀ 本 研 究 以 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 为 含 能 配 体， 合 成 了 Ｎｉ （ Ⅱ）
收稿日期：２ ０ １ ２ ０ ９ ０ ３ ；修回日期：２ ０ １ ３ ０ １ ０ ９ 基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金（ ＮＵＳ Ｔ ２ ０ １ １ Ｙ Ｂ Ｘ Ｍ６ ６ ） 作者简介：刘进剑（ １ ９ ８ ６－） ， 男， 博 士， 主要从事含能配合物合成与应 用研究。 ｅ ｍａ ｉ ｌ ：ｊ ｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｌ ｉ ｕ ２ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
－ １ ２ ０Ｋ · ｍｉ ｎ ， 升温区间为 ５ ０ ５ ０ ０ ħ， Ｎ２ 流 量 为 － １ ；热重分析仪（ 瑞士 ＭＥ Ｔ Ｔ Ｌ Ｅ ＲＴ ＯＬ Ｅ ＤＯ ３ ０ｍＬ · ｍｉ ｎ
。
高氯酸·四氨·双（ ５ 硝基四唑） 合钴 （ Ｂ ＮＣ Ｐ ） 具有光 敏 特 性 和 可 靠 的 起 爆 能 力， 已应用于激光起爆系 统
［ ６－ ７ ］
Ｔ ＧＡ／ Ｓ ＤＴ Ａ ８ ５ １ ｅ热分析 仪 ） ， 试样量约为 １ ． ０ｍｇ ， 升
－ １ 温速率 ２ ０Ｋ · ｍｉ ｎ ， 升温区间 ５ ０ ７ ０ ０ħ ， Ｎ２ 流 量 － １ ；ＭＡ ＧＮＡ－ ７ ６ ０型傅里叶变换红外 为３ ０ｍＬ · ｍｉ ｎ
。３ 硝基 １ ，２ ，４ 三唑 ５ 酮（ ＮＴ Ｏ） 与 铜、 铅形
硝化和氧化得到 ２ ， ４ ， ６ 三 氨 基 ３ ， ５ 二 硝 基 吡 啶 １ 氧 化物（ Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ） ， 综合性能与 Ｔ Ａ Ｔ Ｂ相当， 优于 ２ ， ６ 二 （ 苦 氨 基） ３ ， ５ 二硝基吡啶 （ Ｐ Ｙ Ｘ）和 六 硝 基
［ ２ ］ （ ＨＮＳ ） ， 但是 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 成本显著低于 Ｔ Ａ Ｔ Ｂ ， 是一
熔融分解点 大 于 ３ ４ ０ħ 。 其 它 试 剂 均 为 市 售 化 学 纯 或分析纯产品，除特别说明外，不经处理直接使用。 ㊀ ㊀ ＤＳ Ｃ ８ ２ ３ ｅ差 示 扫 描 量 热 仪 （ 瑞 士 ＭＥ Ｔ Ｔ Ｌ Ｅ Ｒ Ｔ ＯＬ Ｅ Ｄ 公 司） ， 试样量约为 １ ． ０ ｍｇ ， 升温速率为
和Ｃ ｕ （ 两 种 含 能 配 合 物， 通 过 红 外、 元 素 分 析、 Ⅱ）
１ ㊀引㊀言
［ １ ］ ㊀㊀Ｒ ｉ ｔ ｔ ｅ ｒ 和Ｌ ｉ ｃ ｈ ｔ 以２ ， ６ 二 氨 基 吡 啶 为 原 料， 通过
ＤＳ Ｃ和 Ｔ Ｇ ＤＴ Ｇ 分析了 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 及其配合物 的 组 成 与热分解性能， 探讨了配合物对高氯酸铵（ Ａ Ｐ ） 热分解 催化的影响， 测试了 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 感度。
成的配合物对双基火箭推进剂的燃烧具有很好的调节
８－ ９ ］ 作用， 是一类性能优良的含能催化剂 ［ 。研究表明：
光谱分析仪（ Ｋ Ｂ ｒ 压片） （ 美国 Ｎ Ｉ Ｃ ＯＬ Ｅ Ｔ公 司 ） ；德 国Ｖ ａ ｒ ｉ ｏＥ Ｌ ＨＮＯＳ元素分析仪。 Ⅲ Ｃ ２ ． ２ ㊀ 实验过程 ２ ． ２ ． １ ㊀Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 的合成 ㊀㊀ 将 ２ ． １ ５ｇ（ ０ ． ０ １ｍｏ ｌ ）Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 加入到 １ ５ ０ｍＬ （ 组成为 Ｖ （ ＤＭＳ Ｏ） （ Ｈ２Ｏ）＝３ ， ＮＨ３ 质 量 分 Ｖ １ 数７ ． ０ ％） 的混合溶液中， 搅 拌 至 均 匀 状 态， 在３ ０ｍｉ ｎ 内加入８ ． ０ｇ（ ０ ． ０ ４ ５ｍｏ ｌ ） Ｋ Ｍｎ Ｏ４， 继续搅拌至均匀
２ ㊀ 实验部分
２ ． １ ㊀ 试剂与仪器 ㊀㊀２ ， ６ 二氨基 ３ ， ５ 二硝基吡啶 １ 氧化物（ Ａ Ｎ Ｐ ｙ Ｏ） 为实
１ １ ］ 验室合成［ ， 黄色粉末状小颗粒， 密度为１ ． ８ ８ ８ｇ ·ｃ ｍ－３，
源自文库种含氮量高、 稳定性好、 感度低、 能量高、 成本低的高能 钝感炸药。 ㊀㊀ 以含能材料为配体形成的具有一定爆炸性能的配 合物称为含能配合物， 它的出现， 预示着钝感、 含能、 环 保材料成为的一个重要发展方向。这类配合物可用于 军民两用火工品， 爆破器材的起爆药， 起爆装药及含能 催化剂， 因而引起了含能材料行业的极大关注
６ ４ ４ 文章编号：１ ０ ０ ６ ９ ９ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ ０ ６ ４ ４ ０ ５
刘进剑，刘祖亮，蔺向阳，成健，方东
Ｔ Ａ Ｎ Ｐ ｙ Ｏ 及其金属配合物的合成与性能
刘进剑 １，刘祖亮 １，蔺向阳 １，成 ㊀ 健 １，方 ㊀ 东 ２
（ １ ． 南京理工大学化工学院，江苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ４ ；２ ． 盐城师范学院，江苏 盐城 ２ ２ ４ ０ ０ ２ ） 摘 ㊀ 要：用 ２ ， ４ ， ６ 三氨基 ３ ， ５ 二硝基吡啶 １ 氧化物（ Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ） 作配体， 合成了两种过渡金属［ Ｎｉ （ ｕ （ ］ 配合物， 并用红 Ⅱ ）和 Ｃ Ⅱ） 外、 元素分析、 ＤＳ Ｃ 、 Ｔ Ｇ ＤＴ Ｇ 进 行 了 表 征。 研 究 了 两 种 配 合 物 对 高 氯 酸 铵 （ Ａ Ｐ ） 热 分 解 的 影 响。 按 ＧＪ Ｂ ７ ７ ２ Ａ －１ ９ ９ ７测 试 了 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ的感度。结果表明， 配合物的热分解过程仅由 １个剧烈放热峰组成， 剩余残渣为金属氧化 物。 两 种 配 合 物 使 Ａ Ｐ高 温 分 解 峰温度分别提前 ４ ７ ． １ ４ħ 和 ９ ８ ． ２ ４ħ ， 分解速度加快， 放热量增加， 显示这两种配合物对 Ａ Ｐ热分解有良好的催化 效 果。 撞 击 落 高 为３ ０ ０ｃ ｍ， 摩擦感度和静电火花感度均为 ０ ， 表明 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 是一种非常钝感的含能材料。 关键词：有机化学；吡啶氮氧化物；含能配合物；热分析；感度；催化性能 中图分类号：Ｔ Ｊ ５ ５ ；Ｏ６ ２ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ ９ ９ ４ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ １ ６
Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 可以与 铜、 镍、 钴等过渡金属形成配位化合 物， 是一种性能优良的含能配体
［ １ ０ ］
。
㊀㊀ 本 研 究 以 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 为 含 能 配 体， 合 成 了 Ｎｉ （ Ⅱ）
收稿日期：２ ０ １ ２ ０ ９ ０ ３ ；修回日期：２ ０ １ ３ ０ １ ０ ９ 基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金（ ＮＵＳ Ｔ ２ ０ １ １ Ｙ Ｂ Ｘ Ｍ６ ６ ） 作者简介：刘进剑（ １ ９ ８ ６－） ， 男， 博 士， 主要从事含能配合物合成与应 用研究。 ｅ ｍａ ｉ ｌ ：ｊ ｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｌ ｉ ｕ ２ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
－ １ ２ ０Ｋ · ｍｉ ｎ ， 升温区间为 ５ ０ ５ ０ ０ ħ， Ｎ２ 流 量 为 － １ ；热重分析仪（ 瑞士 ＭＥ Ｔ Ｔ Ｌ Ｅ ＲＴ ＯＬ Ｅ ＤＯ ３ ０ｍＬ · ｍｉ ｎ
。
高氯酸·四氨·双（ ５ 硝基四唑） 合钴 （ Ｂ ＮＣ Ｐ ） 具有光 敏 特 性 和 可 靠 的 起 爆 能 力， 已应用于激光起爆系 统
［ ６－ ７ ］
Ｔ ＧＡ／ Ｓ ＤＴ Ａ ８ ５ １ ｅ热分析 仪 ） ， 试样量约为 １ ． ０ｍｇ ， 升
－ １ 温速率 ２ ０Ｋ · ｍｉ ｎ ， 升温区间 ５ ０ ７ ０ ０ħ ， Ｎ２ 流 量 － １ ；ＭＡ ＧＮＡ－ ７ ６ ０型傅里叶变换红外 为３ ０ｍＬ · ｍｉ ｎ
。３ 硝基 １ ，２ ，４ 三唑 ５ 酮（ ＮＴ Ｏ） 与 铜、 铅形
硝化和氧化得到 ２ ， ４ ， ６ 三 氨 基 ３ ， ５ 二 硝 基 吡 啶 １ 氧 化物（ Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ） ， 综合性能与 Ｔ Ａ Ｔ Ｂ相当， 优于 ２ ， ６ 二 （ 苦 氨 基） ３ ， ５ 二硝基吡啶 （ Ｐ Ｙ Ｘ）和 六 硝 基
［ ２ ］ （ ＨＮＳ ） ， 但是 Ｔ Ａ ＮＰ ｙ Ｏ 成本显著低于 Ｔ Ａ Ｔ Ｂ ， 是一