3,4-二(3-氰基氧化呋咱基)氧化呋咱合成、晶体结构与性能
2021-08-16翟连杰张义迎李普瑞王伯周
翟连杰,常 佩,许 诚,张义迎,王 彬,李普瑞,王伯周
(1. 西安近代化学研究所,陕西 西安 710065;2. 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室,陕西 西安 710065)
1 引言
近年来,氧化呋咱类含能化合物因其具有能量密度高、标准生成焓大、无氢、氧平衡好等特点,受到世界各国含能材料研究者的高度关注[1-6]。与吡唑、咪唑、三唑、四唑、三嗪等由碳氢氮元素组成的氮杂环相比,氧化呋咱环结构内含有三个N─O 键,不仅能有效提高分子密度,更重要的是其有硝基作用,为分子提供“活性氧”,在爆轰反应中将C、H 等氧化而大量释放能量,可以有效改善氮杂环化合物氧平衡差的问题。此外,研究发现,将一个氧化呋咱基代替一个硝基,可使化合物的密度提高0.06~0.08 g·cm-3,相应的爆速可提高300 m·s-1以上[7-9]。因此,氧化呋咱是构筑高能量密度化合物的理想结构单元。
3,4-二 氰 基 氧 化 呋 咱[10-11]、3,4-二 硝 基 氧 化 呋咱[12]和3,4-二(氟二硝甲基)氧化呋咱[13-14]是含单个氧化呋咱环的含能化合物典型代表,也是较早报道的一类氧化呋咱含能化合物。2013 年,德国Klapötke 课题组[15]以二氨基丁四肟为原料,合成了C─C 单键相连的双氧化呋咱化合物3,3′-二氨基-4,4′-双氧化呋咱和4,4′-二氨基-3,3′-双氧化呋咱;随后,Shreeve 课题组[16]以此为原料,对其硝化获得二硝胺基双氧化呋咱。C─C 单键相连的三氧化呋咱化合物由于单个分子中引入了更多的氧化呋咱环,其能量密度有望进一步提高。2018 年,Shreeve 课题组[17]率先报道了首个二硝基取代的联三氧化呋咱化合物3,4-二(4-硝基氧化呋咱基)氧化呋咱;同一……
