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四嗪环是一种含氮质量分数达68.3%的六元氮杂环含能骨架,其能量来源于结构中的高能N=N键、N-N键、C=N键、C-N键和环张力,是设计高能钝感含能材料的有效结构单元。因此四嗪类化合物作为一类新型含能材料,是继呋咱和四唑类化合物后近几年研究较多的高氮含能材料。本论文以硝酸胍、水合肼和乙酰丙酮为起始原料,经肼基化、缩合及氧化脱氢三步反应制得合成四嗪类高氮含能化合物的重要中间体3,6-对(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪(BT)；经亲核取代反应合成3-氨基-6-(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪(ADMPT)、3,6-二氨基-1,2,4,5-四嗪(DAT)、3-肼基-6-(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪(HDMPT)、3,6-二肼基-1,2,4,5-四嗪(DHT)和3,6-二胍基-1,2,4,5-四嗪(DGTZ);对其进行了相关测试和结构表征。本论文探索以三嗪环为连接单元的新型1,2,4,5-四嗪类高氮含能化合物的合成方法和工艺条件,考察了ADMPT.HDMPT和DHT与三聚氯氰进行的亲核取代反应。ADMPT与三聚氯氰反应未得到目标产物；HDMPT与三聚氯氰反应得到三取代产物2,4,6-三(2-(6-(3,5-二甲基吡唑)-1,2,4,5-四嗪)肼基)-1,3,5-三嗪；DHT与三聚氯氰反应得到一分子DHT与两分子三聚氯氰反应的产物3,6-对(2-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪)肼基)-1,2,4,5-四嗪。研究了叠氮化钠、水合肼、5-氨基四唑、2-硝基苯胺和2,4-二硝基苯胺与3,6-对(2-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪)肼基)-1,2,4,5-四嗪进行的亲核取代反应。叠氮化钠与3,6-对(2-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪)肼基)-1,2,4,5-四嗪反应得到二取代产物3,6-对(2-(4-叠氮基-6-氯-1,3,5-三嗪)肼基)-1,2,4,5-四嗪和四取代产物3,6-对(2-(4,6-二叠氮基-1,3,5-三嗪)肼基)-1,2,4,5-四嗪。采用MS、1H NMR、13C NMR及IR等结构分析手段对合成的四种新化合物进行了表征。采用溶剂挥发法培养了3,6-对(2-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪)肼基)-1,2,4,5-四嗪的单晶,得到相关结构参数。对HMX、3,6-对(2-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪)肼基)-1,2,4,5-四嗪以及叠氮化钠对其的取代产物(包括单取代、二取代、三取代和四取代产物)的能量性能参数进行了理论计算,同时计算了它们分子结构中的联氨基氧化为偶氮基后的相关能量参数。