桥式四氢双环戊二烯(endo-THDCPD)与挂式四氢双环戊二烯(exo-THDCPD)均是以环戊二烯为初始反应原料催化加氢的产物, 二者互为杂质、 互为空间异构体。 随着两种材料在航天、 航空等领域的普遍应用, 研究其质量评价方法势在必行。 光谱技术是研究材料品质的重要手段, 开发一种基于光谱学的endo-THDCPD与exo-THDCPD识别方法, 有利于提高产品质量的检测效率, 对产品生产和质量控制也具有重要意义。 本研究采用核磁共振波谱(NMR)、 质谱(MS)、 红外光谱(IR)、 拉曼光谱(Raman)和太赫兹光谱(THz)技术在室温下对endo-THDCPD与exo-THDCPD进行分析与表征, 结果显示: endo-THDCPD与exo-THDCPD除MS行为基本一致外, 在其余四种光谱中都表现出明显的差异。 13C NMR谱中, 二者在C-1/3, C-5/6, C-7/8和C-10的化学位移(δ)差异较大, δC-10相差最大达10 ppm。 1H NMR谱中, 二者较易区分4个—CH—, 即: H-2/4, H-5/6。 exo-THDCPD中δH-5/6小于δH-2/4, 而endo-THDCPD中反之。 THz中, endo-THDCPD在0.24, 0.59, 1.06和1.71 THz处有特征峰, 而exo-THDCPD在1.41, 1.76和2.41 THz处有特征峰。 该结果为产品的质量分析提供了基础数据, 同时, 也为空间异构体的NMR, IR, Raman和THz研究提供了依据。
桥式四氢双环戊二烯 挂式四氢双环戊二烯 核磁共振波谱 质谱 红外光谱 拉曼光谱 太赫兹光谱 Endo-tetrahydrodicyclopentadiene (endo-THDCPD) Exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCPD) NMR MS IR Raman Terahertz spectroscopy (THz) 光谱学与光谱分析
2020, 40(10): 3161
1 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室, 陕西 西安 710065
2 西安近代化学研究所, 陕西 西安 710065
六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)作为一种新型高能炸药, 寻求对其综合性能的改性是现阶段研究的重点。 不同于传统的重结晶、 高聚物包覆和复合等改性方法, 通过晶体工程学方法, 采用和小分子低感度炸药共结晶的方法, 可对HNIW从炸药的内部组成和晶体结构层面进行改性。 设计采用溶剂挥发法以一定的配比制备得到了六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)和二硝基甲苯(DNT)的共晶, 并针对晶体结构以及物相的改变, 应用X射线粉末衍射(PXRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)相结合的方法, 对共晶样品进行快捷而有效的表征。 结果显示, 与单组分HNIW和DNT相比, 共晶的PXRD图谱中出现了新的强衍射峰, 证实了共晶与单组分晶体结构具有显著差异, 产生了一种新的物相。 红外光谱和拉曼光谱谱图显示, 一系列特征吸收峰产生了峰位偏移以及峰宽和峰高的变化, 证明了由于HNIW分子和DNT分子之间相互作用形成了共晶分子晶体结构, 且共晶内部晶格振动较之单组分HNIW和DNT发生了改变, 不再是单组分分子间的相互作用, 从而佐证了HNIW/DNT共晶是一种不同于原组分分子空间构型的新物相。
共晶 六硝基六氮杂异伍兹烷 红外光谱 拉曼光谱 X-射线粉末衍射 Cocrystal HNIW FTIR Raman PXRD
