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直链取代五唑共价化合物的稳定性和热解机理理论研究

2021-06-16王桂香贡雪东

含能材料 2021年6期

王 靖,高 贫,王桂香,贡雪东

(1. 南京理工大学化工学院,江苏 南京 210094;2. 国家民用爆破器材质量监督检验中心,江苏 南京 210094)

1 引言

全氮含能化合物具有能量密度较高和爆轰产物清洁无污染的优点,有望作为新一代高能材料得到应用[1-3]。近年来,关于全氮五唑阴离子(N5-)化合物的研究取得重大突破,在含能材料领域引起广泛关注[4-6]。理论研究表明,五唑阴离子的能量比叠氮离子(N3-)高出近一倍,因此,通过离子匹配组装制备的金属和非金属衍生物有望成为一类高能量密度含能材料。

自1956 年Huisgen 等[7]合成苯基五唑以来,国内外学者进行了大量相关研究。Östmark[8]、Benin[9]、张佳利[10]、毕福强[11]等成功合成了对二甲氨基苯基五唑、4-羟基苯基五唑、1-(对二甲氨基苯基)五唑、对叔丁基苯基五唑等化合物,并进行了结构表征。研究发现五唑共价化合物稳定性低,在低温下才能存在,而离子化合物中N5-的稳定性比五唑共价化合物中的N5环高,因此更受关注。Vij等[12]通过质谱首次检测到N5-,为从芳基五唑制备N5-盐提供了一个思路。Richard 等[13]将铈铵硝酸盐与15N 标记的对甲氧基苯基唑类化合物反应,证明N5-存在过。Boris 等[14]用金属钠在无水四氢呋喃中与苯基五唑反应,在质谱中检测到N5-,使用15N 同位素标记单个N 原子后也能检测到相应的峰。国内最早在2006 年报道了芳基五唑的合成研究[10],2017 年,研究人员[4]由芳基五唑首次成功制得室温下能稳定存在的N5-盐(N5)(6H3O)(3NH4)4Cl,其分解温度达到116.8 ℃。该化合物的成功合成加速了全氮高能量密度材料的合成研究。……

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