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高能低感度炸药主要就是氮杂环化合物[2]。氮杂环化合物主要以其环上氮原子的数量分类。TNAZ，TANPyO是一取代氮杂环的代表。呋咱，嘧啶是二取代氮杂环的代表。五元氮杂环三唑与751元氮杂环三嗪为三取代氮杂环的代表。此外，化合物上氮杂环的数量也可作为氮杂环化合物的分类依据。ANTA为典型的单环氮杂环化合物，而TAAT为典型的多环氮杂环化合物。而本文所研究的吡啶并氧化呋咱正是属于高氮杂环含能材料，是一种高能低感材料。
不敏感炸药无论在国内还是国际上，都是研究发展的趋势。这类炸药大部分富有非理想爆轰特性。PBXN-109,KS-233是这类炸药的典型代表。主要用于反敌方舰队的导弹和在水下使用的武器装药。
非CHNO 类高能量密度材料目前处于研究阶段，氮簇类化合物，核同质异能素，金属氢为典型代表。而本文所研究的吡啶并氧化呋咱属于高氮杂环含能材料，是一种高能低感材料。
1.1.2 含能材料的应用
含能材料主要应用于火炸药，推进剂，烟火剂三类。
传统炸药中，含硝基的活性分子生成热接近为零，所释放的能量几乎由燃烧过程产生。而四唑，四嗪，呋咱的高氮含能化合物所释放的能量来自大量的生成热。高氮化合物一个显著的特点就是与传统炸药相比，这些新型炸药在相同条件不易受热，碰撞，磨擦引发爆炸。
最近几年来特别是步入二十一世纪后，将高氮含能化合物应用于推进剂受到了广泛关注。高氮含能材料比一般的传统材料在燃烧时释放更多的氮气，而含氢气和含碳化合物的比例要小得多，因此十分适合用做枪支的推进剂和气体发动机。这些化合物的特征是生成热较高，对热，碰撞，摩擦，电荷不敏感[3]。
由于传统的烟火在燃放时烟雾较多，因此现今烟火剂的研究方向偏向生成烟雾少的高氮低碳含能化合物，而着色剂使用高氮含能化合物的金属盐。在选择高氮化合物作烟火剂时主要需要考虑它的生成热，燃烧速率以及价格。在着色剂方面，高氮化合物的金属盐呢个获得在传统着色方法上没有见过的颜色[4]。
1.2 高氮杂环化合物
1.2.1 高氮杂环化合物的定义
氮杂环化合物是一种有机含能化合物，它以含碳和氮的杂环为骨架。若氮含量相对较高,则称为高氮杂环化合物[5]。高氮杂环化合物有杂环上的氮原子数量为一或二的杂环，本文研究的呋咱就是氮原子数量为二的杂环。还有三到四个氮原子形成的五元杂环和含有三到四个氮原子组成的751元杂环。此外，全氮化合物，高能量密度笼形化合物含有四个以上的氮原子，也属于高氮杂环化合物。
1.2.2 高氮杂环化合物的分类
在分类上高氮杂环化合物大致可分为四嗪环，四唑环和呋咱环三类，他们氮含量高，碳含量低，。连接基团主要有氨基、偶氮基、肼基和双偶氮基等。
四嗪环[6]分子式为C2H2N4,根据休克尔规则计算，明具有芳香性，氮化合物中的含量为68.14%。四嗪环氮原子较多，吸电子能力较强，环的电子云密度也明显降低与苯环相比，四嗪环具有叔胺基，因此具有更高的碱性和芳香性。对于四嗪环物质来说，亲和取代反应较易发生，亲电取代反应较难发生。1,2,3,5-tetrazine、1,2,3,4-tetrazine和1,2,4,5-tetrazine为呋咱环的三类同分异构体。
四唑环分子式为CH2N4 ，氮含量高达80.10%。和苯环相似其具有大π键,因此具有化学惰性,稳定性高，感度低。同样根据休克尔规则，四唑环也具有芳香性。1H-四唑、2H-四唑和5H-四唑为三种同分异构体，实验表明最后一种能量极高，难以稳定存在。
呋咱环是本文研究的基团，分子式为C2H2ON2 ,骨架为一个五元环，环上氮的含量为三种最低，只有40%。但是，由于环内存在活性氧，它可以形成“潜硝基”结构，这是前两种物质所不具备的。呋咱类炸药由于其极高的爆速和密度，是一类新型的高能低感炸药。
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