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3,4-双(4’-硝基呋咱-3’-基)氧化呋咱(BNFF)是由呋咱、氧化呋咱及硝基构成的含能化合物,综合性能良好,是研制高性能含能材料的关键原料。本文以丙二腈为原料,四步法合成BNFF,讨论了BNFF的反应机理,以及不同浓度的H202和Na2WO4、98%H2SO4、(CF3CO)2O等组成的氧化体系下BNFF的产率。以BNFF为原料,分别与不同的伯胺进行反应,合成了9种不同的双呋咱并[3,4-b：3’,4’]氧化呋咱并[3”,4”-d]氮杂环庚三烯衍生物,并探究了BNFF和伯胺进行SN2亲核取代反应的反应机理和选择性,讨论了反应温度、反应时间以及物料比对反应产率的影响,得到成环反应的最佳工艺条件为：BNFF与伯胺的物质的量之比为1：3,0-5℃加料,低温下搅拌1h后,40℃反应35min。以7-(2-氨基-1-乙基)-双呋咱并[3,4-b’：4’-f]氧化呋咱并[3",4"-d]氮杂环庚三烯与2,4-二硝基氯苯、2,4,6-三硝基-3-氨基氯苯反应制得N-(2’,4’-二硝基苯基)-2-氨基乙基-7-H-双呋咱并[3,4-b’：4’-f]氧化呋咱并[3",4“-d]氮杂环庚三烯、N-(2’,4’,6’-三硝基-3’氨基苯基)-2-氨基乙基-7-H-双呋咱并[3,4-b’：4’-f]氧化呋咱并[3",4"-d]氮杂环庚三烯,讨论了反应溶剂、温度、缚酸剂种类和用量对该取代反应产率的影响,得出最佳反应溶剂为乙腈,缚酸剂为碳酸钠,用量为1.5g,反应温度为80℃。以7-氨基-双呋咱并[3,4-b’：4’-f]氧化呋咱并[3",4"-d]氮杂环庚三烯与邻、间、对硝基苯甲醛反应制得N-(2’-硝基苯亚甲基)-7-H-双呋咱并[3,4-b’：4’-f]氧化呋咱并[3",4"-d]氮杂环庚三烯、N-(3’-硝基苯亚甲基)-7-H-双呋咱并[3,4-b’：4’-f]氧化呋咱并[3",4"-d]氮杂环庚三烯、N-(4’-硝基苯亚甲基)-7-H-双双呋咱并[3,4-b’：4’-f]氧化呋咱并[3",4"-d]氮杂环庚三烯,讨论了反应温度、酸的类型和用量对反应产率的影响,得出最佳酸催化剂为醋酸,用量为0.6mL(1 equiv),反应温度为80℃。采用1HNMR、13CNMR、IR及MS等手段对所合成的目标化合物进行了表征。对上述合成的双呋咱并[3,4-b：3’,4’]氧化呋咱并[3",4"-d]氮杂环庚三烯九种衍生物的几何结构、生成热、爆轰性能进行计算,同时对N-硝基苯-7H-氮杂环庚三烯等5种化合物的爆轰性能参数进行了理论预估。