1H-1,2,4-三唑衍生物爆轰性能的理论计算
2014-08-22马忠亮王建龙李景满
马忠亮,周 华,王建龙,李景满
(1.中北大学化工与环境学院,山西太原030051;2.四川通达化工有限责任公司,四川达州635000)
1H-1,2,4-三唑衍生物爆轰性能的理论计算
马忠亮1,周 华1,王建龙1,李景满2
(1.中北大学化工与环境学院,山西太原030051;2.四川通达化工有限责任公司,四川达州635000)
采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-31G(d,p)基组水平下对1H-1,2,4-三唑衍生物进行几何构型全优化,设计了合适的等键反应计算1 H-1,2,4-三唑衍生物的生成焓。基于0.001e·bohr-3等电子密度面所包围的体积空间求得分子平均摩尔体积(V)和理论密度(ρ),运用Kamlet-Jacobs方程估算1H-1,2,4-三唑衍生物的爆速(D)和爆压(p),结果表明,1H-1,2,4-三唑发生N-取代或引入-N3基团都能显著提高衍生物的生成焓,-NF2或-ONO2基团能够增强衍生物的爆轰性能。通过计算弱键的化学解离能(BDE),得出部分1H-1,2,4三唑衍生物具有较好的热稳定性。
有机化学;量子化学;密度泛函理论;1H-1,2,4三唑;生成焓;爆轰性能;热稳定性
引 言
低感度、高能量密度化合物是含能材料研究领域的重要方向。三唑是含有3个氮原子的五元环化合物,分子结构中的高氮(50.9%)低碳氢含量不仅使其具有较高的密度,而且更容易达到氧平衡,其衍生物有可能作为高能量密度材料[1]。钝感炸药5-氨基-3-硝基-1,2,4-三唑(ANTA)和3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)是1,2,4-三唑重要的衍生物,ANTA可用于火箭推进剂,NTO及其盐类是具有广泛应用前景的钝感含能材料。
近年来,三唑衍生物作为含能材料或含能材料中间体备受关注。Krishna kumar等[2]研究了3,5-二硝基-1,2,4-三唑分子间的相互作用;XU L N等[3]研究了NTO分子间的相互作用;Siker A K等[4]研究了ANTA及其衍生物的热稳定性;……
