寻找具有高能低感且热稳定的耐热化合物以用于实际应用仍然是如今含能材料研究所面临的巨大的挑战。含能化合物中,通常是以引入高生成焓的取代基来提升化合物的爆轰性能,而化合物热稳定性则往往可以通过选择具有较稳定性质的骨架来提升,因此,选择具有优异热稳定性的含能骨架是在耐热炸药合成领域中研究的重点。研究发现现有的耐热含能化合物中苯环、并环及稠环骨架由于其显著芳香性和共轭性质使得骨架的稳定性较好,受到研究者们的青睐。此外,利用氨基作为取代基,使其与硝基间氢键作用来增强化合物的整体稳定性,是提高含能化合物稳定性的最简单和最经典的方法之一,引入氨基能够与邻位的硝基中的氧之间形成氢键,从而能够改善化合物分子之间的晶体堆积形式,减小分子间距离,能够提高化合物的密度和稳定性。本论文提出了一种将氨基结合到热稳定的高能材料中的设计策略,并将其应用于BPTAP（四硝基苯并-1,3a,4,6a-四氮杂戊搭烯并吡啶）中,在已有硝基的苯环上硝基邻位引入氨基（-NH₂）,通过修饰合成出几种高能衍生物。通过晶体结构和堆叠特性分析了其结构与性能的关系,这打开了四氮杂戊烯化学的大门,描述了将分子内和分子间氢键结合到杂环稠合环中的实用性。（1）通过适当的氨基引入策略,合成出几种氨基取代的BPTAP衍生物,对所合成的四氮杂戊烯类化合物进行了结构表征、分子作用力分析、分子静电势分析、感度和热稳定性的测试及其爆轰性能的理论研究。结果表明,这些高能衍生物中化合物8-b（4,9-二氨基-2,8,10-三硝基苯并-[1,3a,4,6a]-四氮杂戊搭烯并吡啶）具有高密度(1.84g·cm^-3),高氮含量（37.43%）,低感度（IS:12 J,FS>360 N）,与HNS相当的热稳定性（320 ^oC）。此外,它还具有优于HNS(D:7612 m·s^-1)和BPTAP(D:7670 m·s^-1)的理论起爆性能(D:7933 m·s^-1)。（2）与BPTAP相比,化合物8-b由于分子内引入氨基,存有较多的氢键作用使其感度较低,可以作为优异的高能耐热钝感含能材料。化合物2（4-二氨基-2,8,10-三硝基苯并-[1,3a,4,6a]-四氮杂戊搭烯并吡啶）的能量及感度不如化合物8-b,但其热稳定性（343 ^oC）优于HNS和化合物8-b,具有与BPTAP相当的爆速(7547 m.s^-1),感度也优于BPTAP（撞击感度:10 J;摩擦感度:240 N）。化合物7-a（4-氯-3,5,9,11-四硝基苯并-[1,3a,4,6a]-四氮杂戊搭烯并吡啶）的爆速(8084 m.s^-1),爆压（27.44 GPa）,撞击感度（3 J）,摩擦感度（160 N）,其爆轰性能较好,但其感度较高其撞感仅有3 J,可以作为良好的起爆药。（3）研究了氨基及氨基衍生物与耐热含能骨架的结构与性能的关系,通过对合成的BPTAP衍生化合物的结构与性能分析,首先证明了这种氨基结合策略可以作为开发不敏感高能耐热材料的有效手段。尽管将氨基引入到硝基苯环中以提高化合物的热稳定性,但是这种通过氨基进行的修饰仍然破坏了化合物的原始平衡并且未能形成环。封闭的环状氢键相互作用类似于TATB环状模式,这反过来决定性地影响了其热稳定性。因此,为了构建超耐热的高能材料,必须考虑不同杂环体系中分子内氢键相互作用的完整性,这是能够成功得到具有理想性能化合物的关键。