翟連杰,霍 歡,吳敏杰,張家榮,畢福強(qiáng),王伯周
(1. 西安近代化學(xué)研究所,陜西 西安 710065;2. 氟氮化工資源高效開(kāi)發(fā)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710065)
高能和鈍感是含能材料發(fā)展的兩個(gè)重要方向,設(shè)計(jì)并合成兼具高能量密度和低感度的化合物一直是含能材料合成研究工作者的目標(biāo)。近年來(lái),五元或六元氮雜芳環(huán)構(gòu)成的多環(huán)和稠環(huán)含能化合物展現(xiàn)出優(yōu)異的理化性能和爆轟性能,已成為開(kāi)發(fā)高能鈍感含能材料的重要策略[1-5]。一方面,氮雜芳環(huán)形成的平面結(jié)構(gòu)化合物分子間存在較強(qiáng)π?π 作用,能夠有效拉近分子之間的距離,形成層狀排列,分子之間堆積更加緊密,表現(xiàn)出更高的密度,已成為提升含能化合物密度的有效手段[6-9]。另一方面,氮雜芳環(huán)本身屬于共軛體系,由此形成的稠環(huán)和多環(huán)平面分子共軛體系進(jìn)一步擴(kuò)大,能夠有效提升分子的穩(wěn)定性,表現(xiàn)出熱穩(wěn)定性好和感度低的特點(diǎn)。因此,氮雜芳環(huán)構(gòu)成的含能化合物受到各國(guó)學(xué)者的廣泛關(guān)注。
呋咱(1,2,5?噁二唑)是構(gòu)建含能化合物的理想結(jié)構(gòu)單元,其不僅具有熱穩(wěn)定性好、生成焓高等其他氮雜環(huán)普遍存在的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還有其他氮雜環(huán)所不具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[10-14]。與吡唑、咪唑、三唑、四唑、三嗪等由碳?xì)涞亟M成的氮雜環(huán)相比,呋咱環(huán)分子內(nèi)含有兩個(gè)N—O 鍵,不僅能進(jìn)一步提高相應(yīng)化合物的密度,更重要的是其相當(dāng)于硝基作用,為分子提供活性“氧”,在爆轟反應(yīng)中將C、H 等氧化而釋放大量能量,可以有效改善氮雜環(huán)化合物氧平衡差的問(wèn)題。……