由于高氮含能化合物分子结构和性质的特异性,使其成为国内外研究的热点：一方面,其分子结构中含有大量的C-N、C=N、N-N和N=N,化学键能高；另一方面,由于氮原子、氧原子的电负性较碳原子高,不仅使氮杂芳环体系形成类苯结构的大π键,而且性质上表现有钝感、热稳定的特性。其中四嗪环、四唑环和呋咱环就是典型的3种高氮含能化合物的含能结构单元。本论文以硝酸胍、水合肼、乙酰丙酮为原料,经胺化、成环及氧化脱氢反应合成重要前体3,6-双(3,5-二甲基吡唑)-s-四嗪,并对其合成工艺进行了条件优化,得到了较佳的反应条件。本论文还以3,6-双(3,5-二甲基吡唑)-s-四嗪为前体,在氮杂芳环结构上引入含能结构单元1,2,3,4-四唑,合成了在含能材料领域中具有很高应用潜力的四嗪类高氮含能化合物3,6-双(1H-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-s-四嗪。为了优化其感度和爆速等性能,设计在四唑环结构中引入含能基团(-NO2),并从温度、时间、溶剂种类等因素对硝化反应进行了探索性研究。本论文还以3,6-双(3,5-二甲基吡唑)-s-四嗪为前体,在氮杂芳环结构上引入“潜硝基”内侧环结构单元氨基呋咱,合成了三种四嗪-呋咱互联的氮杂环体系,并从投料比、催化剂、温度、时间等方面对其合成条件进行优化。