哒嗪(pyndazino) 嘧啶(pyrimidine) 吡嗪(pyrazine)
图1.1 吡嗪及其同分异构体
1.1.2 吡嗪芳香亲电取代反应
吡嗪环上有两个N原子,较难发生亲电取代反应。但若加入甲氧基、羟基、氨基等活化基团,亲电取代反应的活性就会明显增强,下图为硝化反应实例[4]。
2,6-二氧吡嗪室温下反应,产率8%。
2-氯-6-甲氧基吡嗪室温下反应,产率50%。
2,6-二甲氧基吡嗪室温下反应,产率62%。
以上三例,反应的产率依次增加。其中甲氧基为活化基团,可以看出甲氧基的引入,极大提高了产物的产率。
1.1.3吡嗪芳香亲核取代反应
通常,在N的邻、对位,较易发生吡嗪的亲核取代反应,下面是一些实例[5]。
由上面的两个例子可以看出,吡嗪环上的卤素被亲核试剂取代,其产率都非常高。而当环上有活化基团时(图中为硝基),反应条件更温和,而且产率非常高。
1.2 含能材料
1.2.1 含能材料概述
含能材料(Energetic Materials),简称为能材,它具有非常高的能量密度,也称作high energy density material(HEDM)[7]。表征数据体现出该类物质多具有爆炸、爆燃性,在一些特定条件下,会以非常高的速率输出极高能量。含能材料学的研究类似于对物质热分解性能的研究,物质热分解效能的估计、测量、评价以及优化(包括爆破点、临界温度、焓变、分解速率等)都在该学科的研究范畴内。
含能材料作为新兴能源,有着非常辽阔的运用前景,也是国防,矿井,定向爆破,飞行器燃料等军用民用工业发展的方向。
1.2.2 含能材料的分类
含能材料学,分属于材料化学,也被称作为火炸药学,其研究注重于实际应用,涉及领域较为广泛。
火工药剂(Initiating Explosive Material)是火工品的专属能材[8],火工品比如雷管,底火和火帽等,其内部装填的便是火工药剂。火工药剂需要接受外界的能量刺激,这种刺激通常为火工品内部的能量转换,这种微刺激会使火工药剂在短时间内快速发生反应,释放大量能量。一个火工品是否可靠,放置是否安全,效能如何等,都与其内部使用的火工药剂有关。因此,它对于敏感度,可靠性,安全性以及稳定性的要求均极为严格,同时火工药剂还要保证高反应速度,高能量输出,以及低起爆条件。
火工品(Initiating Explosive Devices)也称火具。为火药和炸药的载具,比较常见的火工品有雷管,传爆管,导火索,爆炸螺栓。其广泛运用于在一些尖端军事,航天领域,比如火箭推进剂,战略导弹,核武器,航天器燃料等。火工品运用的关键之处是它的引燃过程。过程中,可以通过多种形式的能量传递,对其中的火药进行引发,如摩擦(机械能)、碰撞(机械能)、火焰(热能)、脉冲(电能)。出于安全性的考虑,在实际的弹药使用中,往往将各种火工品排成一个序列,名为传爆序列,进行梯次引爆。按照感度和威力递减的原则,从最小威力的火工品开始引爆,从而保证极佳的安全性能。例如,当弹药的装药量较大时,其危险性随之提高,可在传爆管和装药管之间,加入一个缓冲媒介,即药量稍大的辅助装药管,从而进行梯次引爆。这样既保证了引爆的最终强度,也保证了起始引爆时引爆者的安全。
1.2.3 含能材料的应用
含能材料的应用笼统的来说有两个部分,即国防工业和民用爆破。其中民爆的要求相较于国防工业要低得多,而该领域的尖端也主要集中于国防。由于含能材料研究的兴起,以及世界局势对于综合国力尤其是国防水平要求的提升,含能材料研究的进展将直接体现一个国家的科技水平。 叔丁基氧化偶氮类吡嗪化合物的合成研究(3):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_10946.html