吸电子基取代五唑化合物的热稳定性理论研究
2022-01-21王桂香贡雪东
王 靖,高 贫,王桂香,贡雪东,陆 明
(1. 南京理工大学化学与化工学院,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
全氮化合物因高氮含量而具有高密度、高生成焓、反应产物环境友好等特点,有望成为新一代绿色高能量密度材料[1-3]。近年来,全氮五唑阴离子(N5-)化合物的研究取得的重大突破引起了人们对五唑化合物的更广泛关注[4-6]。
早在1903 年,Hantzsch 等[7]就开始尝试用苯基叠氮化物合成苯基五唑但以失败告终。经过半个世纪的不断摸索,Huisgen等[8]终于在1956年取得成功。之后,国内外学者对五唑化合物进行了大量研究,合成了不少芳基五唑[9-12]。五唑共价化合物的合成也激发了研究人员合成五唑离子化合物的兴趣,但研究进展缓慢。直到1999 年,Christe 等[13]才首次得到线形结构的N5+离子,之后,Christe 等[14-15]陆续报道了十几种N5+盐。N5+的合成要在无水无氧和超低温下进行,苛刻的合成和保存条件制约了此类化合物的广泛研究和应用。2017年,首个室温下稳定的N5-盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl[4]的合成为N5离子化合物的应用带来了希望。此后很快成功合成了五唑钠盐[Na(H2O)(N5)]·2H2O[5],并将其与其它金属进行离子交换得到多种五唑金属盐,如Fe2+,Co2+,Mg2+,Mn2+,Zn2+,Ag+,Cu2+,Ba2+等[16-22]。现在,研究人员已能通过重氮化反应、复分解反应和歧化反应等[23-25]多种方法合成化合物。N5-结构特殊,与金属阳离子等能以多种方式配位,形成多维度的五唑骨架,因此作为功能材料在许多领域都有潜在应用价值。
尽管N5+和离子化合物以及N5共价化合物都已合成,但现有含N5环的化合物稳定性还不理想,能量性质也不突出。……
