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摘要本文主要对硝基吡唑化合物的合成与理论进行了研究。一方面对分子进行建模并且运用高斯软件对其优化，计算生成热和轰爆性能，并对分子结构与振动进行了分析；同时以吡唑为原料，经过硝化得到N-硝基吡唑，再进行回流重排，得到目标产物5-硝基吡唑，用质谱及红外光谱对中间体和目标产物进行了结构表征。通过多组对照实验，确定了硝化的最佳反应温度为30℃；根据薄层色谱（TLC）跟踪实验确定了重排的最佳反应温度是185℃，时间为56h，重排反应液以减压蒸馏的方式去除。25838
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关键词 5-硝基吡唑 轰爆性能 生成热 硝化 重排 回流
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Theoretical and synthesized studies on nitropyrazole energetic compounds
Abstract
This paper studies the theoretical of nitropyrazole energetic compounds. On the one hand,the molecular was modeled and used Gauss software to optimize it ,and computing the explosive performance and generate heat of nitropyrazole energetic compound，and analysis the molecular structure and vibration of it.On the other hand, pyrazole as the raw material, through nitration to give N-nitropyrazole, then reflux rearrangement to give the desired product,5-nitropyrazole,and using MS and IR to detect N-nitropyrazole and 5-nitropyrazole. Through multiple sets of control experiments to determine the optimum reaction temperature nitration is 30 ℃; Through multiple sets of control experiments to determine the optimum reaction temperature nitration of 30 ℃; according to thin-layer chromatography (TLC) tracking experiment to determine the optimum reaction temperature rearrangement is 185 ℃, time is 56h, rearrangement reaction was to reduce the way to remove pressure distillation，and used vacuum distillation to remove the solvent.
Keywords 5-nitropyrazole; Explosive performance; Generate heat; Nitrification;
Rearrangement Reflux
目 次
1 绪论 1
1.1 研究目的和意义 2
1.2国内外研究现状 2
1.3 研究内容和思路 4
2理论计算部分 8
2.1 计算步骤和方法 8
2.2 结果与讨论 10
3实验部分 15
3.1仪器与试剂 15
3.2实验步骤 15
3.3 实验记录 15
3.4结果与讨论 16
结 论 21
致 谢 22
参考文献23
1 绪论
含能化合物主要包括了吡唑、 三唑、 四唑、 三嗪以及四嗪这几类富氮化合物， 因为它们具有高密度、高生成焓、氧平衡高等特点[1]，在近几年来，多种性能较为优越的高能量密度化合物引发了广大含能材料研究人员的关注，并且合成出了许许多多的新型的高能钝感炸药[2-4]。其中，硝基吡唑类含能化合物就成为了国内外的研究重点之一。它们的分子结构中含有C-N，N-N等化学键，而这些化学键具有高能，高氮，碳和氢含量低等特点，从而使得这种类型的化合物的密度较大，并且更加容易达到氧平衡，是一类新型的高能钝感化合物。
3，5-二硝基吡唑稳定性良好，其分子结构呈对称分布，可以用来制作单质炸药，其爆热为800.45kJ/mol、密度为1.800 g/cm、爆速为8.15 Km/s、分解温度为316.8℃[8]，也可以将其作为原料用来合成高能钝感炸药。3，5一二硝基吡唑也是合成4-氨基-3，5-二硝基吡唑(LLM-116) [4]的重要原料，该反应的重点是亲核取代反应（VNS）,也可以通过该反应来制作高能钝感炸药。