相關商品
商品簡介
目次
商品簡介
《含能化合物合成反應與過程》以含能化合物合成為主線，在簡述含能化合物的概念、結構特點及其合成反應及過程的進展情況的基礎上，系統介紹了含能化合物的設計、合成方法和機理、制造工藝及設備，重點論述了氮雜環化合物的合成反應、氮雜環化合物的硝解反應、芳香族化合物的硝化反應、離子型含能化合物的合成反應的反應機理，以及典型含能化合物的合成路線及方法。此外，還針對含能化合物制造過程常用的釜式反應和管式反應過程，闡述了制造過程的工藝、設備的設計基礎理論，以及安全控制策略的基本原則。
《含能化合物合成反應與過程》在撰寫過程中注重其理論性、新穎性、先進性、系統性及實用性。適合有機化學、含能材料合成等專業科研人員閱讀參考，也可作為高等院校含能材料專業研究生的教材使用。
《含能化合物合成反應與過程》在撰寫過程中注重其理論性、新穎性、先進性、系統性及實用性。適合有機化學、含能材料合成等專業科研人員閱讀參考，也可作為高等院校含能材料專業研究生的教材使用。
目次
1 緒論1
1.1 含能化合物的概念1
1.2 含能化合物的結構特點及分類1
1.2.1 含能化合物的結構特點1
1.2.2 含能化合物的分類2
1.3 含能化合物的合成反應9
1.3.1 醛胺縮合反應9
1.3.2 曼尼希縮合反應10
1.3.3 直接硝化（硝解）反應10
1.3.4 間接硝化反應12
1.3.5 疊氮化反應13
1.4 含能化合物的合成過程13
1.4.1 含能化合物合成工藝過程的特點14
1.4.2 含能化合物合成工藝進展14
1.5 含能化合物合成反應與過程展望20
1.5.1 計算機輔助設計將成為含能化合物合成與過程研究的重要手段20
1.5.2 “清潔合成方法”是含能化合物合成反應與過程發展的目標20
參考文獻21
2 含能化合物合成計算機輔助設計22
2.1 含能化合物的分子設計22
2.2 含能化合物的性能預估25
2.2.1 密度的預估25
2.2.2 生成焓的預估26
2.2.3 爆轟性能的計算與預估30
2.2.4 撞擊感度的預估33
2.3 含能化合物的計算機輔助合成路線設計36
2.3.1 計算機輔助合成路線設計的起源及發展37
2.3.2 計算機輔助合成路線設計在含能材料領域的意義37
2.3.3 計算機中的化學反應知識37
2.3.4 計算機輔助合成路線設計系統的分類38
2.3.5 反合成法及其在含能化合物計算機輔助合成路線設計中的應用39
2.3.6 合成樹的裁剪及合成路線優劣評價48
參考文獻49
3 氮雜環化合物的合成53
3.1 氮雜四元環的合成53
3.1.1 1,3,3三硝基氮雜環丁烷53
3.1.2 其他氮雜四元環59
3.2 氮雜五元環的合成60
3.2.1 單呋咱環化合物60
3.2.2 5硝基四唑及其鹽類化合物63
3.2.3 五元氮雜環三唑類化合物64
3.2.4 4氨基3,5二硝基吡唑（LLM116）67
3.2.5 2,3,4三硝基吡咯和2,3,4,5四硝基吡咯68
3.3 氮雜六元環的合成69
3.3.1 黑索今(RDX)母體環的合成69
3.3.2 1,3,5,5四硝基1,3二氮雜環己烷（DNNC）的合成75
3.3.3 1,1二氨基2,2二硝基乙烯(FOX7)的合成79
3.4 氮雜八元環的合成和機理80
3.4.1 DPT的合成81
3.4.2 TAT的合成83
3.4.3 小分子綜合法86
3.4.4 其他小分子合成法87
3.5 氮雜籠狀化合物的合成89
3.5.1 氮雜籠狀含能材料的合成進展89
3.5.2 CL20的合成90
3.5.3 TEX的合成93
3.6 氮雜環合成的新思路94
3.6.1 “點擊化學”在氮雜環合成中的應用94
3.6.2 超分子策略在氮雜環合成中的應用96
參考文獻102
4 氮雜環化合物的硝解108
4.1 氮雜環化合物的結構與硝化特性108
4.2 硝解劑的特性及選擇109
4.3 硝解反應機理及動力學111
4.3.1 硝酰陽離子結構與濃度特征111
4.3.2 RDX合成的硝解反應及機理120
4.3.3 HMX合成的硝解反應及其機理136
4.3.4 籠形氮雜環化合物的硝解反應160
參考文獻162
5 含能芳香化合物的合成169
5.1 芳香化合物硝化概述169
5.1.1 芳香化合物的性質169
5.1.2 芳香化合物硝化反應機理簡述169
5.1.3 芳香化合物硝化的發展動態170
5.2 離子液體中硝基芳香化合物的合成171
5.2.1 咪唑型離子液體中硝基芳香化合物的合成171
5.2.2 己內酰胺型離子液體中硝基芳香化合物的合成178
5.2.3 吡啶型離子液體中硝基芳香化合物的合成180
5.2.4 直鏈季銨鹽型離子液體中硝基芳香化合物的合成180
5.3 無機固體酸催化作用下芳香化合物的硝化反應181
5.3.1 分子篩催化作用下芳香化合物的區域選擇性硝化181
5.3.2 負載型固體酸催化劑作用下芳香化合物的區域選擇性硝化反應193
5.3.3 雜多酸催化作用下芳香化合物的區域選擇性硝化反應199
5.3.4 固體超強酸催化作用下芳香化合物的區域選擇性硝化204
5.4 過渡金屬及鑭系金屬鹽作用下硝基芳香化合物的合成206
5.4.1 三氟甲烷磺酸過渡金屬及鑭系金屬鹽對芳香化合物的催化硝化反應207
5.4.2 長鏈全氟烷基磺酸過渡金屬和鑭系金屬鹽對芳香化合物的催化硝化反應210
5.4.3 芳香基磺酸過渡金屬鹽對芳香化合物的催化硝化反應215
5.4.4 全氟磺酰亞胺過渡金屬鹽對芳香化合物的催化硝化217
5.4.5 其他過渡金屬鹽對芳香化合物的催化硝化218
5.5 相轉移催化劑在芳香化合物硝化反應中的應用221
5.6 微反應器在芳香化合物硝化反應中的應用223
5.7 其他反應新體系和新方法在芳香化合物硝化反應中的應用226
參考文獻227
6 離子型含能化合物的合成236
6.1 概述236
6.2 硝仿鹽的合成236
6.2.1 硝仿的合成236
6.2.2 硝仿的分離、純化240
6.2.3 硝仿鹽的轉化240
6.3 二硝酰胺鹽的合成241
6.3.1 ADN的合成242
6.3.2 其他二硝酰胺鹽的合成247
6.4 離子型富氮含能化合物的合成247
6.4.1 三唑類離子型富氮含能化合物的合成248
6.4.2 四唑類離子型富氮含能化合物的合成249
6.4.3 四嗪類離子型富氮含能化合物249
6.5 離子型全氮化合物250
6.5.1 N+5離子鹽的合成250
6.5.2 其他全氮離子的合成設想251
參考文獻252
7 強放熱釜式反應過程254
7.1 概述254
7.2 含能化合物反應釜的結構254
7.3 攪拌部件255
7.3.1 攪拌器的類型255
7.3.2 攪拌器的選型258
7.3.3 攪拌附件260
7.4 反應釜的流動特性261
7.4.1 流體循環量和壓頭261
7.4.2 葉輪雷諾數262
7.4.3 攪拌功率的計算263
7.5 含能化合物反應釜的傳熱特性266
7.5.1 反應釜的傳熱方式266
7.5.2 反應釜的傳熱計算268
7.6 含能化合物釜式反應過程的數學模型275
7.6.1 攪拌反應釜的操作方式275
7.6.2 釜式反應器的物料衡算275
7.6.3 釜式反應器的能量衡算277
7.6.4 基于數學模型的反應過程優化279
7.7 含能化合物反應過程的飛溫模擬及應急措施285
7.7.1 含能化合物反應過程的飛溫模擬285
7.7.2 含能化合物反應過程的技術預防和應急措施288
7.8 含能化合物的反應釜放大290
7.8.1 均相系統的放大292
7.8.2 非均相系統的放大296
參考文獻299
8 強放熱管式反應過程301
8.1 概述301
8.2 管式反應器中強放熱反應模型舉例301
8.2.1 管式反應器內硝化甘油反應簡介301
8.2.2 管式反應器內質量和能量衡算302
8.3 管式反應器安全問題306
8.3.1 管式反應器的熱交換能力306
8.3.2 管式反應器的本質安全問題舉例306
8.3.3 微管傳熱現象研究進展308
8.4 微反應器在強放熱反應中的應用310
8.4.1 微反應器發展概況310
8.4.2 微反應器的特點310
8.4.3 微反應器在含能化合物合成中的應用313
8.5 小型管式反應器檢測技術314
8.5.1 光學檢測法315
8.5.2 電容檢測法317
8.5.3 電導檢測法320
參考文獻334
1.1 含能化合物的概念1
1.2 含能化合物的結構特點及分類1
1.2.1 含能化合物的結構特點1
1.2.2 含能化合物的分類2
1.3 含能化合物的合成反應9
1.3.1 醛胺縮合反應9
1.3.2 曼尼希縮合反應10
1.3.3 直接硝化（硝解）反應10
1.3.4 間接硝化反應12
1.3.5 疊氮化反應13
1.4 含能化合物的合成過程13
1.4.1 含能化合物合成工藝過程的特點14
1.4.2 含能化合物合成工藝進展14
1.5 含能化合物合成反應與過程展望20
1.5.1 計算機輔助設計將成為含能化合物合成與過程研究的重要手段20
1.5.2 “清潔合成方法”是含能化合物合成反應與過程發展的目標20
參考文獻21
2 含能化合物合成計算機輔助設計22
2.1 含能化合物的分子設計22
2.2 含能化合物的性能預估25
2.2.1 密度的預估25
2.2.2 生成焓的預估26
2.2.3 爆轟性能的計算與預估30
2.2.4 撞擊感度的預估33
2.3 含能化合物的計算機輔助合成路線設計36
2.3.1 計算機輔助合成路線設計的起源及發展37
2.3.2 計算機輔助合成路線設計在含能材料領域的意義37
2.3.3 計算機中的化學反應知識37
2.3.4 計算機輔助合成路線設計系統的分類38
2.3.5 反合成法及其在含能化合物計算機輔助合成路線設計中的應用39
2.3.6 合成樹的裁剪及合成路線優劣評價48
參考文獻49
3 氮雜環化合物的合成53
3.1 氮雜四元環的合成53
3.1.1 1,3,3三硝基氮雜環丁烷53
3.1.2 其他氮雜四元環59
3.2 氮雜五元環的合成60
3.2.1 單呋咱環化合物60
3.2.2 5硝基四唑及其鹽類化合物63
3.2.3 五元氮雜環三唑類化合物64
3.2.4 4氨基3,5二硝基吡唑（LLM116）67
3.2.5 2,3,4三硝基吡咯和2,3,4,5四硝基吡咯68
3.3 氮雜六元環的合成69
3.3.1 黑索今(RDX)母體環的合成69
3.3.2 1,3,5,5四硝基1,3二氮雜環己烷（DNNC）的合成75
3.3.3 1,1二氨基2,2二硝基乙烯(FOX7)的合成79
3.4 氮雜八元環的合成和機理80
3.4.1 DPT的合成81
3.4.2 TAT的合成83
3.4.3 小分子綜合法86
3.4.4 其他小分子合成法87
3.5 氮雜籠狀化合物的合成89
3.5.1 氮雜籠狀含能材料的合成進展89
3.5.2 CL20的合成90
3.5.3 TEX的合成93
3.6 氮雜環合成的新思路94
3.6.1 “點擊化學”在氮雜環合成中的應用94
3.6.2 超分子策略在氮雜環合成中的應用96
參考文獻102
4 氮雜環化合物的硝解108
4.1 氮雜環化合物的結構與硝化特性108
4.2 硝解劑的特性及選擇109
4.3 硝解反應機理及動力學111
4.3.1 硝酰陽離子結構與濃度特征111
4.3.2 RDX合成的硝解反應及機理120
4.3.3 HMX合成的硝解反應及其機理136
4.3.4 籠形氮雜環化合物的硝解反應160
參考文獻162
5 含能芳香化合物的合成169
5.1 芳香化合物硝化概述169
5.1.1 芳香化合物的性質169
5.1.2 芳香化合物硝化反應機理簡述169
5.1.3 芳香化合物硝化的發展動態170
5.2 離子液體中硝基芳香化合物的合成171
5.2.1 咪唑型離子液體中硝基芳香化合物的合成171
5.2.2 己內酰胺型離子液體中硝基芳香化合物的合成178
5.2.3 吡啶型離子液體中硝基芳香化合物的合成180
5.2.4 直鏈季銨鹽型離子液體中硝基芳香化合物的合成180
5.3 無機固體酸催化作用下芳香化合物的硝化反應181
5.3.1 分子篩催化作用下芳香化合物的區域選擇性硝化181
5.3.2 負載型固體酸催化劑作用下芳香化合物的區域選擇性硝化反應193
5.3.3 雜多酸催化作用下芳香化合物的區域選擇性硝化反應199
5.3.4 固體超強酸催化作用下芳香化合物的區域選擇性硝化204
5.4 過渡金屬及鑭系金屬鹽作用下硝基芳香化合物的合成206
5.4.1 三氟甲烷磺酸過渡金屬及鑭系金屬鹽對芳香化合物的催化硝化反應207
5.4.2 長鏈全氟烷基磺酸過渡金屬和鑭系金屬鹽對芳香化合物的催化硝化反應210
5.4.3 芳香基磺酸過渡金屬鹽對芳香化合物的催化硝化反應215
5.4.4 全氟磺酰亞胺過渡金屬鹽對芳香化合物的催化硝化217
5.4.5 其他過渡金屬鹽對芳香化合物的催化硝化218
5.5 相轉移催化劑在芳香化合物硝化反應中的應用221
5.6 微反應器在芳香化合物硝化反應中的應用223
5.7 其他反應新體系和新方法在芳香化合物硝化反應中的應用226
參考文獻227
6 離子型含能化合物的合成236
6.1 概述236
6.2 硝仿鹽的合成236
6.2.1 硝仿的合成236
6.2.2 硝仿的分離、純化240
6.2.3 硝仿鹽的轉化240
6.3 二硝酰胺鹽的合成241
6.3.1 ADN的合成242
6.3.2 其他二硝酰胺鹽的合成247
6.4 離子型富氮含能化合物的合成247
6.4.1 三唑類離子型富氮含能化合物的合成248
6.4.2 四唑類離子型富氮含能化合物的合成249
6.4.3 四嗪類離子型富氮含能化合物249
6.5 離子型全氮化合物250
6.5.1 N+5離子鹽的合成250
6.5.2 其他全氮離子的合成設想251
參考文獻252
7 強放熱釜式反應過程254
7.1 概述254
7.2 含能化合物反應釜的結構254
7.3 攪拌部件255
7.3.1 攪拌器的類型255
7.3.2 攪拌器的選型258
7.3.3 攪拌附件260
7.4 反應釜的流動特性261
7.4.1 流體循環量和壓頭261
7.4.2 葉輪雷諾數262
7.4.3 攪拌功率的計算263
7.5 含能化合物反應釜的傳熱特性266
7.5.1 反應釜的傳熱方式266
7.5.2 反應釜的傳熱計算268
7.6 含能化合物釜式反應過程的數學模型275
7.6.1 攪拌反應釜的操作方式275
7.6.2 釜式反應器的物料衡算275
7.6.3 釜式反應器的能量衡算277
7.6.4 基于數學模型的反應過程優化279
7.7 含能化合物反應過程的飛溫模擬及應急措施285
7.7.1 含能化合物反應過程的飛溫模擬285
7.7.2 含能化合物反應過程的技術預防和應急措施288
7.8 含能化合物的反應釜放大290
7.8.1 均相系統的放大292
7.8.2 非均相系統的放大296
參考文獻299
8 強放熱管式反應過程301
8.1 概述301
8.2 管式反應器中強放熱反應模型舉例301
8.2.1 管式反應器內硝化甘油反應簡介301
8.2.2 管式反應器內質量和能量衡算302
8.3 管式反應器安全問題306
8.3.1 管式反應器的熱交換能力306
8.3.2 管式反應器的本質安全問題舉例306
8.3.3 微管傳熱現象研究進展308
8.4 微反應器在強放熱反應中的應用310
8.4.1 微反應器發展概況310
8.4.2 微反應器的特點310
8.4.3 微反應器在含能化合物合成中的應用313
8.5 小型管式反應器檢測技術314
8.5.1 光學檢測法315
8.5.2 電容檢測法317
8.5.3 電導檢測法320
參考文獻334
序言
含能化合物是一種具有特殊性能的合成材料，通常由化學合成的方法制造。含能化合物是生產制造混合炸藥、發射藥、固體推進劑的基本材料，是完成槍炮彈丸發射、火箭導彈推進的動力能源，是戰斗部進行毀傷的威力能源。含能化合物的性能在很大程度上決定了武器裝備的戰技水平，也是發展先進武器裝備的關鍵物質基礎。
關于含能化合物合成的理論和方法，國內已有學者作過專門的研究，出版了一些論著。1984年由北京理工大學周發岐教授主編的《炸藥合成化學》，主要論述了單質炸藥爆轟參數的估算、合成方法及結構表征；1993年由南京理工大學呂春緒教授著的《硝化理論》，深入探討了硝化機理及有關硝化反應的基礎理論；2004年由北京理工大學歐育湘、劉進全著的《高能量密度化合物》，對高能量密度化合物，特別是CL20的性能、結構及合成方法做了較全面的論述和評價。但針對含能化合物合成反應過程的強放熱特征及安全性要求，其制造過程及控制與一般化工過程有較大的差別，目前尚未見專著做過專門的論述。
筆者結合多年科研工作及研究生論文，特別是國防973項目“高性能含能材料合成機理研究”的最新研究成果，就含能化合物結構及合成路線的計算機輔助設計、合成反應機理、合成方法、化工過程及控制等進行了歸納總結。以含能化合物結構特點分類，重點論述其合成反應的共性規律，不僅對現有的含能化合物合成研究有所幫助，并且對新型含能化合物的合成具有啟發作用；本書最后兩章對含能化合物制造過程的工藝、設備的設計基礎理論，以及安全控制策略的基本原則進行了闡述。
本書在撰寫過程中注重其理論性、新穎性、先進性、系統性及實用性。適用于本專業科研人員作為參考書，也可作為高等院校含能材料專業研究生的教材使用。
本書在撰寫過程中參考了國內外有關文獻資料，并結合了課題組的科學研究工作。西安近代化學研究所呂劍研究員、王伯周研究員、楊建明高級工程師、邱少君高級工程師、李春迎高級工程師、廉鵬高級工程師、劉愆高級工程師、來蔚鵬博士、余慶偉博士，北京理工大學孟子暉副教授，南京理工大學呂春緒教授、陸明教授、程廣斌教授、李斌棟副教授、羅軍副教授、葉志文副教授，浙江大學何潮洪教授、黃志堯教授、戴立言副教授、雷鳴副教授、冀海峰副教授、車圓圓博士、吳可君博士、劉明碩士，中國科學院上海有機化學研究所趙剛研究員以及西北大學李華教授等為本書做了大量資料及科學實驗研究工作，在此一并表示感謝。本書初稿完成后，承蒙南京理工大學呂春緒教授、西安近代化學研究所朱春華研究員審閱并提出許多寶貴意見，在此謹向他們表示衷心的感謝！
關于含能化合物合成的理論和方法，國內已有學者作過專門的研究，出版了一些論著。1984年由北京理工大學周發岐教授主編的《炸藥合成化學》，主要論述了單質炸藥爆轟參數的估算、合成方法及結構表征；1993年由南京理工大學呂春緒教授著的《硝化理論》，深入探討了硝化機理及有關硝化反應的基礎理論；2004年由北京理工大學歐育湘、劉進全著的《高能量密度化合物》，對高能量密度化合物，特別是CL20的性能、結構及合成方法做了較全面的論述和評價。但針對含能化合物合成反應過程的強放熱特征及安全性要求，其制造過程及控制與一般化工過程有較大的差別，目前尚未見專著做過專門的論述。
筆者結合多年科研工作及研究生論文，特別是國防973項目“高性能含能材料合成機理研究”的最新研究成果，就含能化合物結構及合成路線的計算機輔助設計、合成反應機理、合成方法、化工過程及控制等進行了歸納總結。以含能化合物結構特點分類，重點論述其合成反應的共性規律，不僅對現有的含能化合物合成研究有所幫助，并且對新型含能化合物的合成具有啟發作用；本書最后兩章對含能化合物制造過程的工藝、設備的設計基礎理論，以及安全控制策略的基本原則進行了闡述。
本書在撰寫過程中注重其理論性、新穎性、先進性、系統性及實用性。適用于本專業科研人員作為參考書，也可作為高等院校含能材料專業研究生的教材使用。
本書在撰寫過程中參考了國內外有關文獻資料，并結合了課題組的科學研究工作。西安近代化學研究所呂劍研究員、王伯周研究員、楊建明高級工程師、邱少君高級工程師、李春迎高級工程師、廉鵬高級工程師、劉愆高級工程師、來蔚鵬博士、余慶偉博士，北京理工大學孟子暉副教授，南京理工大學呂春緒教授、陸明教授、程廣斌教授、李斌棟副教授、羅軍副教授、葉志文副教授，浙江大學何潮洪教授、黃志堯教授、戴立言副教授、雷鳴副教授、冀海峰副教授、車圓圓博士、吳可君博士、劉明碩士，中國科學院上海有機化學研究所趙剛研究員以及西北大學李華教授等為本書做了大量資料及科學實驗研究工作，在此一并表示感謝。本書初稿完成后，承蒙南京理工大學呂春緒教授、西安近代化學研究所朱春華研究員審閱并提出許多寶貴意見，在此謹向他們表示衷心的感謝！
您曾經瀏覽過的商品
購物須知
大陸出版品因裝訂品質及貨運條件與台灣出版品落差甚大，除封面破損、內頁脫落等較嚴重的狀態，其餘商品將正常出貨。
特別提醒：部分書籍附贈之內容(如音頻mp3或影片dvd等)已無實體光碟提供，需以QR CODE 連結至當地網站註冊“並通過驗證程序”，方可下載使用。
無現貨庫存之簡體書，將向海外調貨：
海外有庫存之書籍，等候約45個工作天;
海外無庫存之書籍，平均作業時間約60個工作天，然不保證確定可調到貨，尚請見諒。
為了保護您的權益，「三民網路書店」提供會員七日商品鑑賞期(收到商品為起始日)。
若要辦理退貨，請在商品鑑賞期內寄回，且商品必須是全新狀態與完整包裝(商品、附件、發票、隨貨贈品等)否則恕不接受退貨。