嘌呤分子作为含能材料的密度泛函理论研究

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1、分类号：密级：无UDC：单位代码：10118山西师范大学研究生硕士学位论文嘌呤分子作为含能材料的密度泛函理论研究指导教师李步通申请学位级别理学硕士专业名称化学论文提交日期2014年4月2日论文答辩日期2014年5月12日学位授予单位山西师范大学学位授予日期年月日答辩委员会主席武海顺评阅人郭玲贾建峰张雅雄张祥2014年4月2日独创声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，学位论文的知识产权属于山西师范大学。除了文中特别加以标注的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果

2、，也不包含为获得山西师范大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。本声明的法律后果将完全由本人承担。作者签名：签字日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解山西师范大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权山西师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行网络出版，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：签字日期：导师签字：签字日期：中文摘要论文题目：嘌呤分子

3、作为含能材料的密度泛函理论研究专业：化学硕士生：闫挺签名：指导教师：李步通签名：摘要高能密度化合物（HighEnergyDensityCompounds,HEDC）和其它成分（如黏结剂，增塑剂和纯感剂等）构成的高能量密度材料（HighEnergyDensityMaterials,HEDMs）。这种HEDEs材料的特点是能量高，使用较少（单位体积）的药剂就可以释放出非常大的能量。此外，高能量密度材料在军事，燃料和烟花方面的应用也非常广泛。所以，寻找新型的高能材料有一定的必要性和实用价值。但由于在实验室中，要合成HEDC，

4、研制性能优良的HEDM化合物，需要耗费大量的实验资源，并且实验周期较长。高能物质由于容易自身氧化分解，在实验合成的过程中有一定的危险性。本论文主要针对嘌呤的三类衍生物的性能进行了较为详细的探讨。采用等键反应计算物质的生成热，结合K-J方程计算分子的爆轰性能。通过预测目标分子的最弱键的解离能判断分子的稳定性。利用计算的爆轰性能和分子的稳定性，从中筛选出性能优越的高能量密度材料。这些结果为实验室合成提供大量的理论依据。本文采用量子化学的相关计算方法对三类含能化合物进行了详细的理论研究。这些结果可能给实验室的合成提供大量的理

5、论依据。1.硝基嘌呤衍生物为了寻找高能物质，一系列含有硝基基团取代基的嘌呤衍生物被设计。详细的计*算了多硝基嘌呤结构和性能的关系。在B3LYP/6-311G水平下采用等键反应计算了多硝基嘌呤化合物的生成热。结果得到生成热受取代基数目和位置的影响。利用Kamlet-Jacobs方程在理论密度和生成热的前提下得到爆轰性能。在**UB3LYP/6-311G水平下硝基嘌呤衍生物的稳定性被研究。环ring-NO2键的均裂是解离过程的第一步。考虑到爆轰性能和热稳定性，四硝基嘌呤被认为潜在的高能物质。2．硝铵基嘌呤衍生物**根据密度

6、泛函理论，计算了一系列硝铵基嘌呤。在DFT-B3LYP/6-311G水平下计算分子密度，爆轰性能。利用等键反应计算生成热。结果表明硝铵基的位置会影响生I山西师范大学学位论文成热的值。解离能和特征落高来研究目标分子的稳定性。通过计算ring-NHNO2和NH-NO2两类键的解离能来研究解离过程中的目标键。硝铵基取代的很多分子的H50都比CL-20和RDX要大。3.二氟氨基嘌呤衍生物根据密度泛函理论，含有二氟氨基的嘌呤衍生物的生成热，电子结构，爆轰性质和热稳定性被研究。结果表明取代基的位置和数目会影响生成热的值。最弱键的解

7、离能和键级用来分析目标分子的热稳定性。利用简化了计算方法缸壁墙速来判断含氟原子的爆炸物的爆轰性能。和常用的爆炸物相比，两个嘌呤衍生物认为是潜在的高能分子。【关键词】高能量密度化合物爆炸性能生成热解离能密度泛函【论文类型】基础研究II英文摘要Title:PurinecompoundsarestudiedashighenergydensitymaterialsMajor:ChemistryName：TingYanSignature：Supervisor：ButongLiSignature：AbstractHighEnerg

8、yDensityMaterials(HEDMs)referstotheCompoundsbyHighEnergyDensityandavarietyofotheringredients(suchasadhesives,plasticizerandpurefeelingagent,etc.).Highenergydensitymat