现代武器装备对含能材料尤其是炸药的热稳定性、撞击感度及摩擦感度等性能有越来越高的要求，因此获得综合性能优异的新一代高能量密度材料（HEDM），一直是国内外含能材料工作者的研究热点。硝基脲类含能材料因具有较高的密度和较低的感度而成为研究热点之一。本论文以甘脲为原料合成了甘脲三聚体，并优化了其合成工艺，再经硝化生成四硝基甘脲三聚体。此外，通过Mannich反应，合成了多环甘脲苄胺衍生物及其还原产物。本论文还尝试利用生物学方法（脲酶）水解葫芦脲。氮杂环笼状化合物4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂异伍兹烷(TEX)是一种高能钝感炸药，多环的结合使得刚性多环笼状结构化合物可释放极高的能量，与此同时，其在稳定性及敏感性等方面亦有着不俗表现。本论文通过对TEX的性能研究，建立了TEX的高效液相色谱分析方法，分析了TEX热分解的动力学参数及热力学参数，研究了其与黑索金（RDX）、邻苯二甲酸铅（-Pb）、硝化棉（NC）、吉纳（DINA）和微米级铝粉（Al）推进剂主要成分的相容性。结果表明，TEX对热较为稳定，能与其它推进剂主要成分相容，可应用于推进剂等含能材料领域中。