微反应技术在含能材料制备中的应用研究

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作者 蒋致远 侯静 +1 位作者 詹乐武 李斌栋 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期485-497,I0002,共14页

介绍了硝基芳烃、硝酸酯、硝胺及其他类含能材料的微反应合成,对现有的单质含能材料的微反应合成工艺进行分类叙述,点明了微反应技术可以显著提高产物收率和选择性、减少反应时间以及增加传质和传热效率等优势,并对微反应合成中的堵塞... 介绍了硝基芳烃、硝酸酯、硝胺及其他类含能材料的微反应合成,对现有的单质含能材料的微反应合成工艺进行分类叙述,点明了微反应技术可以显著提高产物收率和选择性、减少反应时间以及增加传质和传热效率等优势,并对微反应合成中的堵塞等焦点问题进行了分析;同时阐述了微反应技术在微纳米含能材料制备及复合含能材料制备中的应用,突出了微反应技术在含能材料粒径、形貌调控及连续化制备等方面的优势,并对现有的技术难点进行了总结,对未来的研究方向进行了展望。指出将微反应技术与数值模拟相结合进行反应及传热结构优化设计、探索反应机理,是微反应技术在含能材料制备领域的重要研究方向。附参考文献80篇。 展开更多

关键词 应用化学 微反应技术 连续合成 含能材料 微纳米化 复合含能材料

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2,4,6,8-四硝基-2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷的合成及表征

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作者 侯静 吴俊越 +1 位作者 詹乐武 李斌栋 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期601-605,I0001,共6页

以氨基磺酸盐、甲醛、乙二醛为起始原料,对2,4,6,8-四硝基-2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷(BCHMX)的合成工艺进行了优化,得到了无需中间体(2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷磺酸盐)提纯的高效合成工艺;采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核... 以氨基磺酸盐、甲醛、乙二醛为起始原料,对2,4,6,8-四硝基-2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷(BCHMX)的合成工艺进行了优化,得到了无需中间体(2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷磺酸盐)提纯的高效合成工艺;采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13 C NMR)、热重-差式扫描量热(TG-DSC)等分析测试手段对目标产物的分子组成、晶体结构、热稳定性进行了分析表征。结果表明,最优缩合工艺条件为:每摩尔氨基磺酸钾加入1.07 mol甲醛、1.77 mol乙二醛,以8.4 mol的水作为溶剂,0.023 mol的甲酸作为酸催化剂,反应时间为12 h;硝化工艺条件为:以摩尔比为1.3∶1的发烟硝酸和乙酸酐为硝化体系,在40℃下进行反应。通过缩合和硝化两步反应,能够以65.29%的总收率得到纯度97.8%的2,4,6,8-四硝基-2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷(BCHMX);BCHMX晶体属单斜晶系,空间群为P2(1)/c;BCHMX热分解温度为223℃。 展开更多

关键词 有机化学 缩合反应 含能材料 氨基磺酸钾 2 4 6 8-四硝基-2 4 6 8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷 BCHMX

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微流控制备微纳米LLM-105/CL-20复合含能材料

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作者 李营 刘美祺 +3 位作者 刘子君 詹乐武 侯静 李斌栋 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期521-527,I0003,共8页

为了增加含能材料在生产、使用中的安全性能,利用微流控技术,以改良型氟橡胶作为黏结剂,采用LLM-105和CL-20为原料,成功实现了高能钝感LLM-105/CL-20复合材料的连续且安全的制备;采用场发射扫描电镜(SEM)观察了样品的微观形貌,采用傅里... 为了增加含能材料在生产、使用中的安全性能,利用微流控技术,以改良型氟橡胶作为黏结剂,采用LLM-105和CL-20为原料,成功实现了高能钝感LLM-105/CL-20复合材料的连续且安全的制备;采用场发射扫描电镜(SEM)观察了样品的微观形貌,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)分析了样品的结构和晶型;采用DSC分析了样品的热分解性能;测试了原料CL-20及复合粒子的机械感度。结果表明,在优化条件下,即溶剂与非溶剂流速比为1∶6,黏结剂质量分数为6%,总流速为80mL/min时,LLM-105能够有效地包覆在CL-20表面,粒径分布范围为0.19~3.92μm;通过FT-IR和XRD表征,进一步证明LLM-105成功包覆在CL-20表面;复合粒子的撞击感度从10cm提升至55cm(落锤质量为2kg),显著增强了其安全性能。表明微通道内制备LLM-105/CL-20复合粒子的方法具有降感效果显著的优点,且该方法易于操作,适合连续安全生产。 展开更多

关键词 物理化学 微流控 LLM-105/CL-20复合粒子 安全性能

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普克鲁胺中间体3-氟-4-异硫氰酸根-2-三氟甲基苯甲腈的合成 被引量：1

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作者 刘双双 侯静 +2 位作者 王娟 詹乐武 李斌栋 《合成化学》 CAS 2023年第8期624-629,共6页

普克鲁胺是新一代雄激素受体拮抗剂,3-氟-4-异硫氰酸根-2-三氟甲基苯甲腈作为药物普克鲁胺的重要中间体片段,对普克鲁胺的合成具有重要意义。以2-氟三氟甲苯为原料,经羧基化、酰胺化和Hofmann重排反应得到关键前体化合物2-氟-3-三氟甲... 普克鲁胺是新一代雄激素受体拮抗剂,3-氟-4-异硫氰酸根-2-三氟甲基苯甲腈作为药物普克鲁胺的重要中间体片段,对普克鲁胺的合成具有重要意义。以2-氟三氟甲苯为原料,经羧基化、酰胺化和Hofmann重排反应得到关键前体化合物2-氟-3-三氟甲基苯胺(11),11再经溴代、氰基取代、水解和氨基氧化得到普克鲁胺中间体3-氟-4-异硫氰酸根-2-三氟甲基苯甲腈,其结构经^(1)H NMR和^(13)C NMR确证。该合成路线总收率为36%,实现了原料廉价易得、操作简便、反应条件温和、后处理简便和收率较高等优点,具有较好的工业化前景。 展开更多

关键词 普克鲁胺中间体 2-氟三氟甲苯 2-氟-3-三氟甲基苯胺 羧基化 Hofmann重排 合成

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超声辅助微流控技术制备纳米LLM-105 被引量：5

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作者 詹乐武 张一帆 +3 位作者 李营 张松 侯静 李斌栋 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期446-450,共5页

为改善2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)的形貌以及减小粒径。基于溶剂-非溶剂法,通过超声辅助微流控技术制备纳米LLM-105。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察样品的微观形貌,X射线衍射(XRD)分析样品的晶型。此外,通过流体可... 为改善2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)的形貌以及减小粒径。基于溶剂-非溶剂法,通过超声辅助微流控技术制备纳米LLM-105。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察样品的微观形貌,X射线衍射(XRD)分析样品的晶型。此外,通过流体可视化证明了超声波对于流体混合的促进作用。结果表明,通过超声所制备的样品颗粒更小,粒径更均匀,平均粒径为137.65 nm,并且形貌为类球型,且晶型较原料未发生改变。差示扫描量热分析(DSC)表明纳米LLM-105的热分解温度较原料降低。说明超声辅助的引入,不仅可以提高制备纳米LLM-105的效率,还会使其粒径显著减小。 展开更多

关键词 2 6-二氨基-3 5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105) 微流控技术 超声辅助 粒径

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高效连续化制备3,4-二硝基吡唑工艺研究 被引量：6

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作者 滕依依 张松 +3 位作者 侯静 唐婉莹 詹乐武 李斌栋 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期52-57,共6页

为了解决3,4-二硝基吡唑(DNP)合成工艺繁琐、无法实现工业连续化生产以及热重排试剂毒性大、成本高等问题,以固体吡唑为原料,首次使用低沸点溶剂1,2-二氯乙烷作为热重排介质,并作为固体原料的良好溶剂以形成液液体系从而与微流控技术结... 为了解决3,4-二硝基吡唑(DNP)合成工艺繁琐、无法实现工业连续化生产以及热重排试剂毒性大、成本高等问题,以固体吡唑为原料,首次使用低沸点溶剂1,2-二氯乙烷作为热重排介质,并作为固体原料的良好溶剂以形成液液体系从而与微流控技术结合实现DNP的安全、高效以及连续化制备。其中N-硝化与C-硝化收率分别可达94.91%和92.12%,且通过对热重排反应温度、时间等因素进行优化,确定最佳反应条件为180℃保温反应4.5 h,其收率达95.0%,并对其反应动力学进行探究。该工艺具有无需分离中间产物、试剂便宜易得、毒性小、后处理方便、有望实现连续化工业生产等优势。 展开更多

关键词 3 4-二硝基吡唑 微流控 连续化 热重排 动力学

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微通道反应器制备微纳米HMX 被引量：7

7

作者 单羽 詹乐武 +2 位作者 张松 侯静 李斌栋 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期776-781,共6页

为了降低HMX的感度,提高其安全性,降低运输风险,减少放大生产中的成本,采用微通道反应器,基于溶剂-非溶剂重结晶法,实现了连续流制备微纳米γ型HMX。在非溶剂相为水时,探究了溶剂及其饱和度、总流速、流速比等因素对于HMX粒径的影响,分... 为了降低HMX的感度,提高其安全性,降低运输风险,减少放大生产中的成本,采用微通道反应器,基于溶剂-非溶剂重结晶法,实现了连续流制备微纳米γ型HMX。在非溶剂相为水时,探究了溶剂及其饱和度、总流速、流速比等因素对于HMX粒径的影响,分析了HMX转晶的原因。结果表明,HMX的饱和DMF溶液在流速比为1∶14、总流速为15mL/min、体系温度为10℃条件下,制备的微纳米HMX颗粒平均粒径达到370nm,撞击感度为7J,相比原料降低了40%。实验表明,过饱和度作为成核推动力在微通道反应器内同样成立;流动相总流速越小,溶剂相与非溶剂相流速比越小,对纳米化越有利。 展开更多

关键词 应用化学 HMX 微通道反应器 纳米炸药 溶剂-非溶剂法

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基于CFD的微反应器合成硝酸异辛酯压降研究 被引量：1

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作者 朱广铠 郭帅 +1 位作者 詹乐武 李斌栋 《山东化工》 CAS 2022年第7期19-21,共3页

首先以小试微反应器确定了纯度达到99.6%的硝酸异辛酯的工艺路线:总流量60 mL/min泵入恒温20℃的反应器内,其中混酸组分的质量分数是ω(硫酸)∶ω(硝酸)∶ω(水)=65%∶29%∶6%,n(醇)∶n(硝酸)=1∶1.3。其次结合FLUENT软件和实验数据得... 首先以小试微反应器确定了纯度达到99.6%的硝酸异辛酯的工艺路线:总流量60 mL/min泵入恒温20℃的反应器内,其中混酸组分的质量分数是ω(硫酸)∶ω(硝酸)∶ω(水)=65%∶29%∶6%,n(醇)∶n(硝酸)=1∶1.3。其次结合FLUENT软件和实验数据得到了小试微反应器内压降与流量的方程,经检验其误差在6.4%。然后在工业生产的结构上模拟了多组低于生产流量的案例并得出压降与流量的方程,该方程计算出的生产压降与CFD结果误差在1.16%。最后根据小试微反应器的结果推导出工业生产时的压降流量方程并计算出生产时总进料为10.84 L/min时的压降为13.886 MPa。这种计算方案为实验室连续化合成放大到工厂生产提供了一定的指导意义。 展开更多

关键词 微反应器 硝酸异辛酯 CFD 压降

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二氧化碳自由基阴离子的应用研究进展

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作者 侯静 黄燕 +5 位作者 李浩 万远翠 邵雨 詹乐武 王定海 李斌栋 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3117-3135,共19页

二氧化碳自由基阴离子(CO_(2)^(-))是一种具有强还原性的活泼化学中间体,其作为羧基来源和单电子还原剂在有机合成反应及污水还原降解中具有广泛的应用.CO_(2)和甲酸及甲酸盐是常见的CO_(2)^(-)来源,能够通过单电子还原或氢原子转移过... 二氧化碳自由基阴离子(CO_(2)^(-))是一种具有强还原性的活泼化学中间体,其作为羧基来源和单电子还原剂在有机合成反应及污水还原降解中具有广泛的应用.CO_(2)和甲酸及甲酸盐是常见的CO_(2)^(-)来源,能够通过单电子还原或氢原子转移过程转化为CO_(2)^(-).本综述总结了CO_(2)^(-)产生的机理及表征的方法,介绍了CO_(2)^(-)在各应用领域的最新研究进展,并对CO_(2)^(-)的应用前景提出了展望. 展开更多

关键词 二氧化碳自由基阴离子 Giese自由基加成 脱氟烷基化 还原降解

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基于芳基氟磺酸酯的Sonogashira偶联反应研究

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作者 詹乐武 邢萍 姜标 《中国科学：化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期544-549,共6页

氟磺酸酯作为第二代“点击化学”的载体被广泛应用于材料化学、药物化学以及有机化学等多个领域.本文以氟磺酸酯作为离去基团探索芳基氟磺酸酯在Sonogashira偶联反应中的应用.首先以经典的PdCl_(2)(PPh_(3))_(2)和CuI催化体系,以高达97... 氟磺酸酯作为第二代“点击化学”的载体被广泛应用于材料化学、药物化学以及有机化学等多个领域.本文以氟磺酸酯作为离去基团探索芳基氟磺酸酯在Sonogashira偶联反应中的应用.首先以经典的PdCl_(2)(PPh_(3))_(2)和CuI催化体系,以高达97%的产率实现芳基氟磺酸酯和芳炔的Sonogashira偶联反应.随后探索了铜氮杂卡宾化合物和Pd(PPh_(3))_(4)组成的共催化体系,以丙炔酸作为炔源,以高达92%的产率得到Sonogashira偶联产物. 展开更多

关键词 芳基氟磺酸酯 Sonogashira偶联 铜氮杂卡宾 芳炔

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可见光诱导甲酸盐参与的烯烃氢羧化反应

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作者 黄燕 张谦 +2 位作者 詹乐武 侯静 李斌栋 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2568-2573,共6页

发展了一种温和条件下以甲酸盐作为还原剂和羰基来源的β-选择性烯烃氢羧化反应.利用该方法,一系列的烯烃能够被有效地转化为高价值的羧酸产品.该方法具备催化剂用量小、官能团耐受性好、易于放大等特点.

关键词 烯烃 氢羧化 光催化 二氧化碳自由基负离子 甲酸盐

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