含能化合物在含能材料领域有广泛应用前景。合成出性能优异的含能化合物是设计出具有先进水平的武器装备的必要条件,因此含能化合物的研究与发展受到历来各国的高度关注。传统含能化合物的合成方法大致有以下几种:(1)在杂环(含能)骨架上引入不同的含能基团,合成性能各异的含能化合物;(2)含能离子通过复分解反应生成含能盐;(3)两种或多种传统含能化合物通过不同结晶方法形成含能共晶。但是,现有的合成存在一些不足:(1)复杂的合成步骤,且反应常伴随副产物的产生(2)苛刻的反应条件(使用合适的硝化试剂);(3)繁琐提纯方法;(4)适合形成含能共晶的含能化合物种类较少。本论文采用一种新的合成方法—单晶到单晶转变的方法合成新型的含能化合物,克服了传统含能化合物合成方法的不足之处。具体内容如下:本文第二章首先合成了多种多氮杂环化合物,然后采用核磁、质谱、元素分析测试手段对其进行了结构鉴定与表征。由于此类化合物具有较高的氮含量、生成热以及较好的热稳定性,且具有较长的分子尺寸,有利于形成具有较大孔径尺寸的骨架化合物,因此将其作为有机配体,尝试其与各种金属的配合反应。第三章选用一种新的合成方法—单晶到单晶的转变,通过离子交换的方式,首次将富氧含能阴离子—C(NO2)3-引入含能金属有机骨架,实现其单晶转变,即三维含能金属有机骨架到二维金属有机骨架的转变。并探讨了单晶转变的方式,结构表明其单晶转变是在保持原金属有机骨架的前提下,发生旧键的断裂和新建的生成。并采用红外、单晶X-射线衍射分析化合物的晶体结构。第四章对二维含能MOFs化合物[Zn(atrz)2(H2O)2[C(NO2)3]2]n和[Cu(atrz)2(H2O)2[C(NO2)3]2]n的感度、热稳定性和能量性能进行了测试,并讨论了晶体转变对C(NO2)3-和产物的稳定性和感度的影响。采用MS(Materials Studio)中的DMO13模块,Kamlet-Jacobs公式(K-J方程)等对其爆热、爆速和爆压进行了理论计算。总之,我们的研究为含能化合物的合成提供了一种更简单的方法。