Page 72 - 《含能材料》优秀论文（2019年）

710 周静，张俊林，丁黎，毕福强，王伯周

该策略最终都仅能获得另一种空间组成的结构，即六 伍兹烷向 CL‑20 的转化需要经过脱苄基和氮硝化两类
苄基六氮杂异伍兹烷结构 ［26-27］ 。六硝基六氮杂异伍 转化，由于目前加氢脱苄的成本较高，因此多年来利用
兹烷（CL‑20）是在六氮杂异伍兹烷骨架基础上获得的 其它路线合成 CL‑20 的研究不断 ［30-32］ ，如利用烯丙基
高能结构，包含 α‑、β‑、γ‑及 ε‑晶型，其中以 ε‑CL‑20 的 替换苄基，但利用缩合方式获得异伍兹烷骨架的方式
-3
结晶密度最大，最为实用，密度达到 2.04 g·cm ，爆速 最为便捷，同时总体效率尚未有突破传统 CL‑20 合成
-1
9.4 km·s ，爆压 42.0 GPa ［28-29］ 。从六苄基六氮杂异 方法的报道（Scheme 4）。

Scheme 4 Synthesis of hexanitrohexaazaisowurtzitane ［30-32］

除氮杂异伍兹烷外，将氧原子引入所形成的氮氧 六 氮 杂 正 伍 兹 烷 骨 架 合 成 尚 未 获 得 突 破 ，但 3，5，
杂异伍兹烷骨架是伍兹烷类笼状骨架含能化合物研究 12‑三氮杂正伍兹烷结构已经通过合成获得。利用间
的另一重点方向，其代表性化合物为 4，10‑二硝基‑4， 三苯甲酸为原料通过氧化还原反应获得具有顺式构型
10‑二 氮 杂‑2，6，8，12‑四 氧 杂 四 环 十 二 烷（TEX） ［33］ 。 的 1，3，5‑三醛基环己烷，进一步通过特定的一级胺缩
TEX 合 成 以 1，4‑二 甲 酰 基‑2，3，5，6‑四 羟 基 哌 嗪 合，可以获得 3，5，12‑三氮杂正伍兹烷骨架。该研究
（DFTHP）为关键中间体，通过缩合反应形成笼状骨架并 表明 ［38］ ，通过缩合方式合成多氮杂正伍兹烷骨架是有
（Scheme 5）。TEX 晶体密度为 1.99 g·cm ，
硝化 ［34-35］ -3 可能实现的（Scheme 6）。
-1
理论爆速 8170 m·s ，爆压 31.4 GPa，具有较好的能 目前异伍兹烷类笼状骨架含能化合物研究较为成
量密度水平 ［36］ 。除 TEX 型骨架结构外，还有一些其它 熟，其中 CL‑20 已成为经典三代含能材料，但仍需要进
氮氧含量的异伍兹烷骨架含能化合物，但多数合成报 一步开展降感及低成本研究以尽快推进该化合物的应
道不详且缺乏有关性能研究，应用前景有限 ［37］ 。 用。而正伍兹烷骨架的构建仍属于空白，从异伍兹烷
在异伍兹烷骨架获得广泛应用的同时，正伍兹烷 体系研究可以预见，六氮杂正伍兹烷含能化合物可能
骨架的合成也一直是含能材料研究的重点方向。尽管 拥有类似的高性能水平，所以如何通过合适的缩合反

Scheme 5 Synthesis of 4，10‑dinitro‑2，6，8，12‑tetraoxa‑4， Scheme 6 Preparative accesses to 3，5，12‑trisubstituted‑3，
10‑diazatetracyclo［5.5.0.0 5，9 .0 3，11 ］‑dodecane ［34］ 5，12‑triazawurtzitanes ［38］

Chinese Journal of Energetic Materials，Vol.27, No.8, 2019（708-716） 含能材料 www.energetic-materials.org.cn