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3.2 5,10-二氧杂三环[7.1.0.04,6]癸烷的合成 14
3.2.1 合成部分 14
3.2.2 结构表征 14
3.3 9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-2,6-二醇的合成 14
3.3.1 合成部分 15
3.3.2 结构表征 15
3.4 9-乙酰基-9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-2,6-二醇的合成 15
3.4.1 合成部分 15
3.4.2 结构表征 16
3.5 9-乙酰基-9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-2,6-二烯的合成探索 16
3.5.1 引言 16
3.5.2 9-乙酰基-9-氮杂双环[3.3.1]壬烷-2,6-二酮的合成 17
3.5.3 经由Bamford-Stevens消除反应路线探索 19
3.5.4 磺酰化-脱磺酸路线探索 20
3.5.5 叔丁氧羰基保护路线探索 20
3.6.6 小结 21
结 论 22
致 谢 23
参考文献 24
附 录 25
1 绪论
1.1 金刚烷及其衍生物简介
金刚烷，其学名又叫三环[3,3,1,13,7]癸烷，是一种具有高度稳定、对称结构的笼状饱和烃。从空间结构上看，金刚烷分子是具有椅式结构的环己烷，没有畸变，具有高度对称性和刚性的特征。金刚烷晶体的堆积方式是按面心立方格形式堆积形成，每个晶胞由4个分子组成。其碳原子间通过sp3杂化方式结合，键长为1.54×10-10 m，键角为109.5о。在其相对分子质量范围内，金刚烷分子是已知分子中结构最接近球形的烃类分子[1]。
金刚烷结构
金刚烷及其衍生物具有很多独特的性质，比如润滑性好、易升华、脂溶性好、毒性小[2]。此外，人们还发现其对肿瘤、高血压等疾病有良好治疗效果[3-4]，因此被应用于医药领域。金刚烷及其衍生物凭借优异的理化性质，已成为医药和含能材料研究领域的重要组成部分，是社会潜在市场追逐的新宠。
经研究，在金刚烷环上引入硝基，将具有高能、低感等优点，可应用于炸药、推进剂、烟火剂和燃料等领域[5]，使其在含能材料领域的发展潜力得到关注。
除此之外，还可用通过氮原子来替换金刚烷环上碳原子的方法来达到提高密度、爆速和爆压及其能量的目的。因此，多硝基氮杂金刚烷类化合物不仅热稳定性高，而且能量密度也大，具有良好的发展前景，有望在其中寻求高能量密度材料。
1.2 多硝基金刚烷类含能材料研究
1.2.1 研究意义及背景
近代武器的发展和航天等高新技术战略的不断发展、深井探矿等领域的特殊需要，对炸药提出了更严格的要求。当前，寻求高能、钝感的高能量密度材料（HEDMs）己成为全世界含能材料领域关注的热点，而其中硝基笼状化合物又是人们研究的重点和热点。
有机笼状高能化合物是以含较大张力的三维笼状碳骨架如四面体烷、三棱柱烷、立方烷、高立方烷、金刚烷等为母体，引入—NO2、—N3、—CN、—NC等“生爆”基团的一大类化合物[6]。其不仅在炸药、推进剂、烟火剂、等领域具有广阔应用前景外，在医药、液晶和高聚物等方面也有广泛应用。它们将是现代军民两用的结构、性能特殊的一大类化合物和功能材料。