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黑索今(RDX)是目前综合性能优良的高能单体炸药之一,广泛应用在军事领域中,其制备方法主要采用直接硝解法,该法存在废酸多,得率不高等问题。N2O5作为一种绿色硝化剂,具有温度易于控制、产物收率高、无需废酸处理、产物易分离、副反应少等诸多优点。以N2O5作为硝化剂硝解乌洛托品(HA)制备RDX的工艺已有较多的研究,但对其机理的研究鲜有报道。本论文研究了HA在N2O5/纯硝酸体系和N2O5/有机溶剂体系中的硝解过程,主要分为以下两部分：1. N2O5/HNO3体系硝解HA制备RDX的机理研究采用I3C NMR监测了HA在100%HNO3体系、N2O5/HNO3体系和N2O5/HNO3/ CH2Cl2体系中的硝解反应进程,并对硝解过程中可能存在中间体的13C NMR进行了理论计算,在解析核磁共振碳谱的基础上,推测了HA在N2O5/HNO3体系中可能的硝解历程。HA在N2O5/HNO3体系中硝解制备RDX可能主要经历了三个阶段：第1阶段是HA与两分子的HNO3结合形成乌洛托品二硝酸盐(HADN);第2阶段是HADN在CH2NH+-CH2处断键形成RDX的母体,即带有两个氮硝基的氮杂六元环；第3阶段是带有两个氮硝基的氮杂六元环在硝解剂的作用下生成含3个氮硝基的RDX。2. N2O5/CH2C12体系硝解HA制备RDX的机理研究首次以N2O5/CH2C12为硝化剂,以HA为底物,成功制得了目标产物RDX,并通过柱层析分离出了硝解过程中产生的副产物(X),利用IR、1HNMR、13CNMR及MS对目标化合物和硝解副产物进行了表征。通过利用13C NMR监测了HA在N2O5/CH2C12体系中的硝解反应进程,并根据对硝解过程中碳谱的解析以及硝解副产物结构的确定,首次提出了HA在N2O5/CH2C12体系中可能的硝解历程：N2O5首先在CH2C12中解离生成NO3-和NO2+,随后两倍量的NO2+同时进攻HA上的氨基氮,形成硝鎓正离子络合物(Ⅰ)；该络合物(Ⅰ)在aa处断裂,形成含有两个硝胺基的碳胺正离子(Ⅱ)；(Ⅱ)与两倍量的NO3-结合,形成硝酸酯(Ⅲ); N02+进攻(Ⅲ)支链上的氨基氮,形成(Ⅳ); (ⅣV)在b处断裂,形成(V)和(Ⅵ); (Ⅵ)与NO3-结合,形成(Ⅶ)；No2+进攻(Ⅶ)上的氨基氮,形成(Ⅷ)o (Ⅷ)若在c处断裂,则形成RDX和+CH2ONO2, +CH2ONO2与NO3-结合,形成CH2(ONO2)2; (Ⅵ)若在d处断裂,则形成(Ⅸ), (Ⅸ)与NO3-结合,形成(X)。