原位红外技术对乌洛托品硝解反应机理的研究
N2 O5／HNO3硝解乌洛托品制备 RDX 的机理
N2 O5／HNO3硝解乌洛托品制备 RDX 的机理王志鑫;杨红伟;伍波;吕春绪;程广斌【摘要】The reaction mechanism for the nitrolysis of hexamethylenetetramine (HA)in the nitrating system of N2 O5/HNO3 andN2 O5/HNO3/CH2 Cl2 was monitored by using 13 C NMR spectroscopy.Based on the analytical result of the 13 C NMR spectrum,and combined the result of calculated 13 C NMR of the possible intermediates and by-products in the nitrolysis reaction process of HA,the structures of the possible intermediates and by-products in the nitrolysis reaction process of HA were presented.A possible mechanism for the nitrolysis of HA in the nitrating system of N2 O5/HNO3 was speculated.In the first step,hexamethylenetetramine dinitrate (HADN)was formed via one molecular HA and two molecular HNO3 .And then,HADN gradually degrades to RDX via cyclotrimethylen enitramine matrix.%利用13 C NMR谱监测了乌洛托品（HA）在 N2 O5／HNO3和 N2 O5／HNO3／CH2 Cl2硝化体系中硝解反应的历程，根据实验13 C NMR 谱和计算13 C NMR 谱的解析结果，并结合HA 硝解反应过程中可能存在中间体和副产物的13 CNMR 理论计算结果，提出了硝解历程中可能存在的中间体与副产物的结构，推测了 HA 在 N2 O5／HNO3体系中的硝解历程为：HA 首先与两分子 HNO3结合生成乌洛托品二硝酸盐（HADN）；HADN 再经环三亚甲基硝胺母体逐步降解为黑索今（RDX）。
光催化原位红外光谱
光催化原位红外光谱是一种利用红外光谱技术来研究光催化过程中催化剂表面反应物吸附和产物生成的方法。
它可以实时监测和分析光催化反应中催化剂表面吸附物种的变化和化学反应的进行情况。
光催化原位红外光谱通常采用表面吸附红外光谱（或原位红外差光谱）等技术。
这些方法主要利用红外光谱的原理，即分子在吸收特定波长的红外光后，会发生振动和转动，产生特征的红外吸收峰。
通过监测催化剂表面吸附物的红外吸收峰的变化，可以了解光催化反应过程中的反应物质变化、吸附态及反应产物的生成情况。
在光催化原位红外光谱实验中，往往需要在催化剂表面引入一定的光催化反应条件（例如，光源、反应气氛、温度等），同时在真空或气氛控制下实施红外光谱测量。
通过比较催化剂在光激发和非光激发条件下的红外吸收谱差异，可以分析光催化反应的影响及机理，并了解光照激发对催化剂表面吸附物种和活性产物的形成与转化的影响。
光催化原位红外光谱在研究光催化反应机理、催化剂表面吸附物种及反应产物等方面具有重要的应用价值。
它可以帮助了解催化剂表面化学过程的细节和动力学，揭示光催化机理及反应中的吸附环境、活性物种和反应路径等信息。
这对于优化光催化剂的设计和开发，以及理解光催化反应的机理和性能提升具有重要意义。
总结来说，光催化原位红外光谱是一种能够实时监测光催化反应中催化剂表面吸附物种和产物生成的方法，它通过红外光谱技术来揭示光催化反应的机理、催化剂表面状态和反应过程等。
原位红外光谱技术在化学反应研究中的应用
原位红外光谱技术在化学反应研究中的应用化学反应是一种普遍存在于自然界中的现象，而在科学研究和工程应用中，对于化学反应的研究和控制，也是非常重要的。
其中，原位红外光谱技术在化学反应研究中的应用已经成为了一种非常常见的手段。
在本文中，我们将会介绍什么是原位红外光谱技术，并探讨它在化学反应研究中的应用。
一、什么是原位红外光谱技术原位红外光谱技术是一种将红外光谱技术与反应系统相结合的技术，在化学反应研究中得到了广泛的应用。
其基本原理是：使用红外光对正在进行的反应混合物进行观测，然后根据红外光谱图谱来分析反应中生成或消耗的物质以及反应的动力学过程。
二、原位红外光谱技术在催化反应中的应用催化反应是一种非常重要的化学反应，其研究和应用已经涉及到了化工、石油、化肥等多个领域。
原位红外光谱技术可以在催化反应中扮演非常重要的角色，可以通过分析催化反应物或反应产物的红外吸收光谱变化，得到反应的表面吸附物、反应物种、反应活性位、反应介质物种等信息，进一步探究反应过程机理和反应动力学过程。
以甲烷催化氧化反应为例，可以通过原位红外光谱技术来研究该反应过程中的氧分子在金属氧化物表面的吸附情况及其与甲烷分子的反应过程。
通过对吸附物的结构、振动谱线、分子速率分布等方面的研究，可以揭示反应物的反应活性和催化剂表面的反应机制。
三、原位红外光谱技术在生物化学反应中的应用生物化学研究中有很多重要的反应需要进行研究，例如蛋白质的折叠和解折叠过程、生物大分子与受体的结合过程等，这些反应的研究对于解决许多生物学问题具有重要的意义。
原位红外光谱技术的应用可以帮助研究人员了解这些重要反应的动力学过程。
例如，可以通过原位红外光谱技术来研究酶促反应中底物与酶结合的机制。
在这个过程中，通过指定不同底物的红外光谱，可以精确地定量各种底物和络合物在体系中的浓度和分布，而基于这些数据可以得到底物和络合物对焓、熵、自由能等热力学参数的定量样本的定量研究等信息。
在线红外光谱研究乌洛托品成盐机理
在线红外光谱研究乌洛托品成盐机理宋亮;陈丽珍;曹端林;王建龙【期刊名称】《含能材料》【年(卷),期】2017(025)005【摘要】为了解乌洛托品(HA)和硝酸(NA)体系的成盐反应过程,明确成盐机理,采用在线红外技术跟踪监测分析了HA与NA生成乌洛托品一硝酸盐(HAMN)和乌洛托品二硝酸盐(HADN)过程中主要官能团特征吸收峰随时间的变化,用计算化学方法研究了HA与NA之间的相互作用.结果表明,在HA的成盐过程中, HNO3与HA 生成HAMN的反应很快,而HAMN到HADN的反应相对较慢.当硝酸达到5.97 mol·L-1时,才有HADN生成.在HAMN红外光谱中,1002,1236,690,806 cm-1处出现了颠倒峰,这些峰为HA中C-N键的特征吸收峰.由于生成了HAMN,引起了C-N键的力常数的改变,在倒峰左右两边对应处出现了波数为979,1024,1219,1259 cm-1的吸收峰.当有HADN析出时,不滴加硝酸,依然有HADN生成并析出,且溶液中硝酸的量呈现缓慢上升趋势.在HAMN生成在过程中,HAMN吸附了周围的硝酸分子,当有HADN生成时,释放硝酸分子到溶液中,供给HAMN分子继续反应生成新的HADN分子.用高斯软件得到了HA和NA、HA与H2O的优化结构和计算结合能值,显示HA的硝酸体系更稳定, 该结果与实验结果一致.【总页数】9页(P413-421)【作者】宋亮;陈丽珍;曹端林;王建龙【作者单位】中北大学化工与环境学院, 山西太原 030051;中北大学化工与环境学院, 山西太原 030051;中北大学化工与环境学院, 山西太原 030051;中北大学化工与环境学院, 山西太原 030051【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O65【相关文献】1.在线红外光谱技术研究乌洛托品与醋酸体系的反应 [J], 姚冰洁;金韶华;陈树森;史彦山;李丽洁;范洪毅2.乌醋溶液中乌洛托品含量的近红外光谱温度校正模型的研究 [J], 梁惠;李丽洁;金韶华;陈树森;于晓菲;李晓霞3.毛细管电泳乙腈-盐在线堆积方法机理研究 [J], 孔宇;赵永席;王波4.葡萄糖成脎反应机理的红外光谱研究 [J], 程定海5.甲砜霉素甘氨酸酯盐酸盐的合成研究用电导率的方法测定α-卤代羰基化合物与乌洛托品成盐反应 [J], 孙逊;陈纪岳;董纪昌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Ⅰ以乌洛托品为原料的合成
2,4,6-三硝基-2,4,6-三氮杂环己酮的合成Ⅰ.以乌洛托品为原料的合成张跃军(南京理工大学,江苏南京 210094)摘要:报道了以乌洛托品、脲或硝基脲为原料在几种硝化剂中合成产物2,4,6-三硝基-2,4,6-三氮杂环己酮(RDX酮)的方法。
使用含多聚磷酸的硝硫混酸硝化剂,RDX酮的单分子得率超过100%。
使用硝硫混酸硝化剂,RDX酮的得率在90%以上。
在上述两种硝化剂中得到的产物为RDX酮与RDX的晶体混合物。
使用纯硝酸硝化剂,RDX酮的得率50%左右。
此外,对影响RDX酮得率的几种因素和反应历程作了初步的分析。
关键词:RDX酮;合成;硝化反应;硝化剂;乌洛托品;脲中图分类号:T Q560.7 O621.3 文献标识码:A 文章编号:1007-7812(1999)04-0001-04Synthesis of2,4,6-trinitro-2,4,6-triazacyclo-hexanone(keto-RDX)ZH ANG Yue-jun(Nanjing University of Science and T echnolog y,Nanjing 210094,China)Abstract:T he methods of sy nt hesizing2,4,6-T rinitro tr iazacyclo hexano ne(keto-R DX,K-6)ar e presented in this pa per.U sing ur otr o pine,ur ea o r nitr our ea as reacta nt s,the keto-R DX wa s synthesized in sev eral kinds of nitr ating agents.M or e than100%and mor e than90%yield of keto-R DX w ere acquired in the nit rating ag ents o f the mix tur e o f nitric-and sulfuric acid co ntaining poly pho sphor ic acid and the mix tur e o f nitric-and sulfuric acid,respectiv ely.T he pr oduce o bt ained in the tw o kinds o f nitrat ing ag ents abo ve w as a mixtur e of cry stal keto-RDX and R DX.How ever,about50%yield of pur e keto-RDX w as separ ated directly via using nitr ic acid as a nitra ting m edia.In addation,t he differ ent factor s of affecting the yield of keto-RD X and the rea ct ion mechanism of fo rming the pro duce w ere discussed,preliminely.Keywords:Ket o-R DX;Synthesis;N it rat ion;U ro tr opine;U r ea;Nitra ting ag ent引 言2,4,6-三硝基-2,4,6-三氮杂环己酮(RDX酮又称K-6)是一种脲环系列的高能量密度材料(Hig h Energ etic Density Materials,HEDM)[1]。
原位红外光谱分析技术在催化剂研究中的应用指南
原位红外光谱分析技术在催化剂研究中的应用指南原位红外光谱分析技术是一种非常重要的工具，广泛应用于催化剂研究领域。
本文将介绍原位红外光谱分析技术的基本原理和应用指南。
一、原位红外光谱分析技术的基本原理原位红外光谱分析技术是利用红外光谱仪对催化剂进行实时监测和表征的方法。
在实验中，催化剂通常被制备成片状、粉末状或块状，并安装在红外光谱仪的样品室内。
通过红外光的照射，催化剂中的吸附物种和反应产物会产生特征性的振动谱带，从而可以对催化剂的表面结构和活性进行研究。
二、原位红外光谱分析技术在催化剂研究中的应用1. 表征催化剂的活性中心催化剂的活性中心是催化反应能量屏障降低的关键位置。
通过原位红外光谱分析技术，可以研究催化剂表面特定位置的吸附物种和特征振动频率，从而确定催化剂的活性中心。
这对于进一步优化催化剂的活性和选择性具有重要意义。
2. 监测催化反应过程原位红外光谱分析技术可以实时监测催化反应过程中的物种转化和反应动力学。
通过观察吸附物种的变化和振动频率的演化，可以了解反应物的吸附和解离过程，以及反应中间体的形成和消失。
这对于揭示催化反应的机理和优化反应条件非常重要。
3. 研究催化剂表面结构催化剂表面的结构及其与吸附物种的相互作用是催化反应活性的重要因素。
原位红外光谱分析技术可以通过观察特定波数的振动谱带强度的变化，研究吸附物种在催化剂表面的位置和分布。
这有助于揭示催化剂的表面结构和吸附物种的吸附机制。
4. 分析催化剂失活原因催化剂在使用过程中容易发生失活，导致催化活性的降低。
通过原位红外光谱分析技术，可以研究催化剂在反应过程中吸附物种和反应产物的演变，分析失活原因。
这有助于了解催化剂的寿命和优化催化剂设计。
三、原位红外光谱分析技术的注意事项与发展方向1. 温度和压力调控催化反应通常在特定的温度和压力下进行。
在使用原位红外光谱分析技术时，需要精确控制和调节反应体系的温度和压力。
这可以通过设计合适的反应装置和选择适当的控温和控压设备来实现。
关于优洛托品(乌洛托品)性质
用乌洛托品的药后，使脚底皮肤发皱了，这个该怎么办啊？
用乌洛托品的药三次后，脚是干爽啦!但太干啦!每次把脚泡在水中洗后，脚底和脚指的皮肤都发皱折，很粗糙很难看，必须每次都要擦润肤霜才行，现在很苦恼，该怎么办才能使它不发皱不粗糙？
有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳、氧化氮。
灭火方法：喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭ห้องสมุดไป่ตู้剂：泡沫、二氧化碳、雾状水、砂土。
第六部分：泄漏应急处理
应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖。使用无火花工具收集回收或运至废物处理场所处置。
优洛托品（乌洛托品，Urotropine）
乌洛托品是六次甲基四胺，它由甲醛与氨水起化学反应而得。白色结晶粉沫，对皮肤有刺激作用，比重1.27（25℃）溶于水，乙醇和氯仿，不溶于乙醚，易潮结块，遇火燃烧并放出大量热能，燃烧火焰无色。
用途：用作树脂和塑料的固化剂、橡胶的硫化促进剂（促进剂H）、纺织品的防缩剂，并用于制杀菌剂、炸药等。药用时，内服后遇酸性尿分解产生甲醛而起杀菌作用，用于轻度尿路感染；外用于治癣、止汗、治腋臭。与烧碱和苯酚钠混合，用于防毒面具作光气吸收剂。乌洛托品还是一种常用的缓蚀剂，用于减缓金属材料的腐蚀。
第十五部分：法规信息
法规信息化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；常用危险化学品的分类及标志(GB 13690-92)将该物质划为第4.1类易燃固体。
反应量热仪在线探究硝酸硝解乌洛托品反应过程
按 照 现 有 生 产 工 艺 [1°]，H A : N A =1: 11(质 量 比），在 100 m L 常压玻璃反应釜中加入65 m L 9 8 % 发 烟 H N 0 3，开启搅 拌 ，搅 拌 速 率 设 定 为 300 r/min, 设定到硝化温度16 °C 后启动仪器校准程序;校准结 束 后 ，开 始 均 勻 缓 慢 地 加 入 8. 9 g 乌洛托品完成硝 化 过程，硝 化 时 间 控 制 在 30 min，硝 化 过 程 完 毕 ，将 体系升温到22 °C 并 维 持 20 min,结束反应;启动校 准程序;校准结束后，关闭搅拌及装置电源，结束量 热 ;将 反 应 液倒入冰水混合物中，析 出 R D X ，过 滤 ， 洗 漆 ，干燥得粗成品。对 粗 成 品 加 入 300 ~ 400 m L 水 在 95 °C 下 进 行 水 煮 精 制 ，过 滤 ，洗 涤 ，干燥得 R D X ,称量其得率。
2 结果与讨论
2.1 硝化温度对反应过程的影响 通过改变硝化温度对硝酸直接硝解乌洛托品反
17期
高 宇 鹏 ，等:反应量热仪在线探究硝酸硝解乌洛托品反应过程
289
应 过 程 进 行 在 线 监 测 ，按 照 生 产 工 艺 ，H A : N A = 1:11(质 量 比 ），在 100 m L 反 应 釜 中 加 入 65 m L 9 8 % 发 烟 H N 0 3,设 定 不 同 的 硝 化 温 度 （- 2 0 °C ， -10 〇C ，0 〇C ，10 〇C ，16 〇C ，20 〇C ) ，均匀加入 8. 9 g 乌洛托品完成硝化过程，其他实验条件不变，平均每 个 条 件 做 3 次 实 验 ，取 平均值。得到不同硝化温度 下反应过程的放热速率曲线和热化学参数见图 1(a) 、图 1(b )和表 1。
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原位红外技术对乌洛托品硝解反应机理的研究黑索今(RDX)是目前武器装备中用量最大的单质炸药之一,具有威力大、爆速高、安全性好等优点。
硝酸硝解乌洛托品(HA)是我国生产RDX的主要方法。
由于以往分离检测及仪器分析技术的限制,该过程的反应机理研究一直没有得到很好的解决,因此限制其工艺的改进。
原位红外检测技术和量子化学方法的发展为进一步研究反应机理提供了一种新的途径。
因此,本文利用原位红外检测技术研究乌洛托品硝解制备RDX的反应机理,对于改进RDX生产工艺具有重要的理论意义和实用价值。
利用原位红外技术获取了乌洛托品成盐和硝解过程的红外谱图数据,揭示了反应过程各重要基团的变化规律,结果表明:HA的一硝酸盐(HAMN)生成过程很快,从HAMN到二硝酸盐(HADN)的反应较慢,当硝酸浓度达到5.97 mol/L时才有HADN生成;乌洛托品硝解制备RDX的反应在加料完毕后8.8秒内就能完成;采用B3LYP/6-31G*对反应过程可能的中间产物或副产物进行了结构优化及振动光谱计算,得到的校正后理论光谱与实验光谱有较好的吻合。
对用原位红外分析仪测得的以HA、HAMN和HADN为原料经硝化制备RDX的过程三维红外光谱数据进行降噪处理及主成分分析、渐进因子分析,确定了反应体系的组分数,得到了浓度初始矩阵,最后通过多元曲线交替最小二乘法进行迭代获得了分离后的各纯物质组分对应的浓度变化曲线和红外光谱曲线;对各反应的反应物、产物及55种可能的中间产物进行结构优化、振动频率计算得到了其理论光谱;通过对比指认,分别得到了三种反应的各4种主要中间产物;分别推测出了HA、HAMN和HADN为原料的硝化反应机理。
该研究成果对于深入理解乌洛托品硝解制备RDX的反应过程机理以及优化反应工艺具有重要意义。