朱瑩芝,楊 峰,許元剛,周新利,陸 明
(南京理工大學化工學院,江蘇 南京210014)
含能材料是武器裝備的重要能源,為了追求高爆轟性能,國內外學者開發了許多高能量密度材料(HEDM)[1-5]。由于高生成焓和爆炸后產生有害氣體少的優勢,氮雜環結構作為HEDM 前體的研究引起了廣泛關注[6-8]。近年來,吡唑化合物因其高的正生成焓和很大的環張力而在含能材料領域成為新的研究熱點。為提高吡唑化合物的整體性能,可在吡唑環上引入其他含氮量高的氮雜環,增加含能基團,如硝基、氨基和疊氮基團等。硝基中的氮元素分解產生氮氣,同時釋放大量的能量,氧元素可以改善氧平衡,提高化合物的密度,使其具有更優異的爆轟性能。吡唑環上的三個 碳原子上若連接有兩個及以上的硝基時,會增大此化合物的能量密度并降低感度[9-10]。高性能吡唑類含能化合物在武器系統中的成功應用顯著提高了炸藥、推進劑及發射藥的能量,提高了武器的安全性能,世界各國對多硝基吡唑及其衍生物的合成進行了全面研究[11-13]。以吡唑為原料,通過硝化和胺基化等反應可以合成多種硝基吡唑類化合物及其他衍生物,其中,不敏感的含能材料4-氯-3,5-二硝基吡唑,是許多新炸藥和推進劑的原材料[14-16]。因此,在吡唑化合物上引入氨基、硝基和氮雜環等是合成新型含能化合物的最直接有效方式。
與四唑和三唑不同,氧化呋咱具有高氧平衡和正高形成焓的優點,自氧化呋咱環被合成以來,氧化呋咱類含能化合物的研究一直是熱點[17-19]。……