由于金刚烷骨架的特殊性，所以将金刚烷骨架引入聚酯、聚碳酸酯等的主链或侧链中，可以明显提高聚合物的化学稳定性、光学稳定性和热稳定性，而且可以明显的改善聚合物的力学性能，介电性能等等，从而得到具有一系列特殊性能的液晶显示材料、智能材料等等，在高分子材料领域具有广泛的应用。

此外，由于金刚烷及其衍生物的密度大，热值高，所以成为了高能量、高密度材料的候选物，其中多硝基金刚烷就是典型代表。在金刚烷骨架上引入的硝基数量越多，其能量越大，爆轰性也会随之提高。因此，金刚烷及其衍生物可以作为高能材料，可以用于军事及航天领域等等。

1。2 多硝基金刚烷的研究进展

金刚烷及其衍生物是笼形化合物中一类重要的物质，多硝基金刚烷具有较高的能量密度和热稳定性，随着硝基个数的增加，化合物的能量和爆轰性都会随之增加。由于上述的性质，所以它是一类具有广泛应用前景的耐热、钝感的含能材料。但由于金刚烷本身空间位阻的影响，到目前为止，还没有人成功的合成出含有七个及七个以上硝基的多硝基金刚烷。在合成多硝基金刚烷的过程中，其中纯碳环比较困难，其合成方法一般为直接硝化法和间接法。直接硝化法即直接使用硝化剂进行硝化反应，而间接法则一般是引入氨基，再氧化，得到硝基化合物。在硝化反应中，硝化剂以硝酸为主。

1。2。1 直接硝化法

1-硝基金刚烷是一种重要的有机中间体，是合成重要的医药、农药及染料中间体金刚烷胺的重要原料。1-硝基金刚烷通常由金刚烷直接硝化而成，但由于金刚烷的化学稳定性较高，所以直接硝化比较难，所需要的条件比较苛刻。Olah等[15]在硝基乙烷中用NO2BF4对金刚烷直接进行硝化，得到1-硝基金刚烷，收率74%，但是该反应时间较长，完全反应需要4～7天；目前工业生产主要采用的方法是在298℃下，在硝酸—醋酸体系进行气相硝化合成1—硝基金刚烷；日本的Suzuki等[16-17]在-78 ℃下对金刚烷进行Kyodai硝化反应，合成了1-硝基金刚烷，并且将收率提高到了90%；在2009年，本课题组对Kyodai的硝化反应进行了工艺优化，在臭氧存在的条件下，温度-30 ℃，用NO2对金刚烷进行硝化，仅用2h就完全反应，且转化率达92%（反应式见Scheme 1。3）。

直接硝化法合成金刚烷 文献综述

    在1995年，Vishnevskii等[18]在不同的温度和压力下，用过量NO2对金刚烷进行气相硝化，得到的不仅仅是取代一个硝基的产物，如1-硝基金刚烷、1,3-二硝基金刚烷、1,3,5-三硝基金刚烷和1,3,5,7-四硝基金刚烷（TNA），而它们都需在高温高压下才能合成，产率也很低（反应式见Scheme 1。4）。

 金刚烷的NO2气相硝化

 上述反应都使用了大量的硝化剂，且反应情况不是很理想，最多能得到四硝基化合物。所以直接硝化法并不是最优的制备多硝基金刚烷的方法。所以，一般采取间接法制备多硝基金刚烷。

1。2。2间接法制备多硝基金刚烷

    间接法制备多硝基金刚烷一般有两种方式：（1）先对金刚烷进行多取代，再讲取代基变为硝基；（2）通过小分子环合构建出具有所需取代基的金刚烷骨架，再讲取代基变为硝基。

    1980年，Sollott和Gilbert等[19]用间接法，首先对金刚烷进行溴化得到四溴代的1,3,5,7-四溴金刚烷，为了得到更高活性的1,3,5,7-四碘金刚烷，进行卤素交换反应，再硝化得到相应的产物1,3,5,7-四硝基金刚烷（TNA），总收率为7。9%（反应式见Scheme 1。5）。该产物由于结构比较对称，能量较高，对热和撞击比较钝感，热稳定性较好，可以单独作为炸药使用，也可以与其他炸药混合，还可以应用于推进剂的制作。正是由于应用间接法成功合成该化合物，且性能良好，应用广泛，所以多硝基金刚烷的合成与应用受到了广泛关注。 硝基—氮杂金刚烷合成研究(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_88385.html