三硝基乙基官能团是一类经典的含能基团,其基团中富含氮氧元素。若将其作为修饰基团引入到氮氧杂环化合物中,可以极大提高其密度和爆轰性能。因此,此类含能化合物的特性对推进剂、炸药等新型含能材料的研究至关重要。本论文以此为出发点合成了几种三硝基乙基高氮含能化合物,主要研究内容如下:1.基于3,3’-二氨基-4,4’-联呋咱类含能化合物合成与性能研究本论文通过以二氯乙二肟为原料,经氰基化、加成、成环三步反应合成了3,3’-二氨基-4,4’-联呋咱（37）,而中间加成产物4,4-二氨基-1,2,3,4-四肟基丁烷可经过氧化反应得到3,3’-二氨基-4,4’-氧化联呋咱（38）,以化合物37为底物经过重排反应可得到3,3’-二氨基-4,4’-重排联呋咱（39）。根据曼尼希反应原理,以化合物37、38和39为反应底物,分别与2,2,2-三硝基乙醇作用可得到三硝基乙基呋咱类含能化合物40～42,化合物40经100%硝酸作用得到相应的硝化产物43。通过IR、NMR、X-射线单晶衍射、DSC等对上述化合物进行了结构和性能的表征。其中化合物40的单晶密度为1.83 g.cm-3,热分解温度为194.5℃。通过EXPL05预估化合物40的爆轰性能(D=9045 m.s-1,P=37.1 GPa)优于RDX(D=8795 m.s-1,P=34.9 GPa),撞击感度（IS=40 J）远远高于RDX（IS=7 J）,具有成为高能钝感化合物的潜质。2.基于N,N-双四唑胺类含能化合物的合成研究以双氰胺钠和叠氮化钠为主要原料,加热分子内发生环化得到N,N-双四唑胺,在氨水条件下将其铵盐化得到化合物44。利用胺化试剂（HOSA、MSH和PHA）对化合物44进行胺化得到N,N-二氨基双四唑胺（45）。利用化合物45与2,2,2-三硝基乙醇作用,合成了三硝基乙基氨基-双四唑类含能化合物（46）。分析讨论了从起始原料到合成目标产物的反应机理,优化了反应条件并通过IR、~1H NMR、13C NMR对其进行了结构表征。3.基于2,4-二氨基-3,5-二硝基吡唑类含能化合物的合成与性能研究以4-氯吡唑为起始原料,经硝硫混酸硝化得到4-氯-3,5-二硝基吡唑,经氨水氨化可得到4-氨基-3,5-二硝基吡唑（47:LLM-116）。高温氨化后可得到其铵盐,铵盐经胺化试剂胺化可得到2,4-二氨基-3,5-二硝基吡唑（48:DADNP）。研究了2,2,2-三硝基乙醇分别与化合物47和48的反应,得到了对应的三硝基乙基含能化合物。优化了反应条件,通过~1H NMR、13C NMR对合成的化合物进行了结构表征。