唑类化合物中拥有大量的C-N、C=N、N-N和N=N键,而且有很高的正生成焓和密度,这也成为了设计合成新型高能量密度材料的主体结构单元。然而,含能材料的能量与感度存在本质的矛盾,能量越高,则感度越高。近年来,追求具有高能量、低感度、良好热稳定性的新型唑类含能化合物,研究学者们已经投入了大量的工作。本论文以吡唑和1,2,4-三唑为含能骨架,合成出多个高能低感化合物,对其结构和性能进行了研究,并对部分新化合物进行了起爆性能测试。论文主要分为以下三个部分:1.基于硝基吡唑骨架和偕二硝基甲基金属盐的合成研究以3-氨基-4氰基吡唑为起始原料,经过氧化、胺肟化、氯肟化、硝化和还原得到3-硝基-4-偕二硝基甲基吡唑钾盐(116)或钠盐(117),采用¹H NMR、¹³C NMR、IR、元素分析、DSC和单晶衍射仪对两个化合物的结构进行了表征,采用理论计算预估了它们的爆轰性能。对化合物116进行了起爆性能的研究,实验表明,化合物116有望成为一种取代传统起爆药剂叠氮化铅的绿色起爆药。2.3-硝基-4偕二硝基甲基吡唑及其含能有机盐的合成研究以3-硝基-4-偕二硝基甲基吡唑钾盐为底物,通过酸化得到3-硝基-4-偕二硝基甲基吡唑(119);再通过去质子化或者复分解反应,与不同的富氮碱或盐反应得到一系列新型含能有机盐119a-d。对这些化合物进行结构表征、安全性能测试及爆轰性能理论计算。利用单晶衍射仪确定了化合物119和119a的具体结构。实验测量和理论计算结果表明,铵盐119a具有比中性分子更高的密度、更好的爆轰性能、更高的热分解温度、更低的感度。在这些含能化合物中,羟胺盐119b有最高的爆速(8700 m s^-1),接近于常用的猛炸药RDX(8748 m s^-1)。3.绿色无金属起爆药3,3’-偶氮-5,5’-二叠氮-1,2,4-三唑的合成研究以5-肼基四唑盐酸盐为原料,与溴化氰反应合成了3-叠氮-5-氨基-1,2,4-三唑(120)。并分析了可能的反应过程。将化合物120进一步偶联得到目标化合物3,3’-偶氮-5,5’-二叠氮-1,2,4-三唑(121)。通过核磁共振、红外光谱、元素分析、DSC和单晶衍射仪对化合物121进行了表征。并且测试了其撞击感度、摩擦感度和静电感度。化合物121具有良好的密度(1.68 g cm^-3),良好的热稳定性(193^oC),高的生成热(1345.1 k J mol^-1),良好的爆轰性能(26.7 GPa,8345 m s^-1)和可接受的感度(IS=6 J,FS=72 N,EDS=0.224 J)。用化合物121起爆RDX,测试了121的起爆能力。结果表明,化合物121可作为一种潜在的绿色无金属起爆药。