亞胺基橋連的平面型富氮含能化合物的合成與性能

李柯佳，湯永興，黃 偉

（南京理工大學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南京 210094）

1 引言

設(shè)計(jì)制備具有高能量密度、高穩(wěn)定性和低感度的化合物一直是含能材料領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容。在新型含能化合物的分子設(shè)計(jì)中，將不同的取代基通過橋聯(lián)的方式進(jìn)行連接，從而提高爆轟性能和穩(wěn)定性，是一種行之有效的手段，其中以—（CH2）n—［1］、—N—N＝N—N—［2-5］、—N ＝N—［6-7］、—NH—［8-9］等 進(jìn) 行 橋 聯(lián) 最 為 常 見。—（CH2）n—為橋聯(lián)的方式使得分子的含氮量降低，從而一定程度上降低了材料的爆轟性能。通過—N—N＝N—N—鍵橋聯(lián)的化合物，由于—N—N＝N—N—鍵較長，穩(wěn)定性較低，分子間的堆積較為稀疏，使得化合物通常熱穩(wěn)定性差，且密度低，不利能量的存儲。以—N＝N—和—N（O）＝N—進(jìn)行橋聯(lián)，由于其自身的不穩(wěn)定性，使材料的穩(wěn)定性通常較差，大大降低了實(shí)際應(yīng)用價(jià)值［10］。亞胺基橋聯(lián)是一種優(yōu)異的橋聯(lián)方式，—NH—的存在一方面有利于形成分子內(nèi)和分子間氫鍵，增強(qiáng)的分子間和分子內(nèi)相互作用，使得材料形成緊密堆積，從而改善化合物的密度，另一方面可以通過氮上的孤對電子和相連的富氮雜環(huán)形成sigma-pi 超共軛進(jìn)而提高化合物的穩(wěn)定性，能夠有效地平衡爆轟性能和感度之間的矛盾。因此，采用亞胺基橋連是獲得高能鈍感含能材料的有效策略之一［11］。

構(gòu)造平面型的分子結(jié)構(gòu)也是得到高密度，低感度的含能材料的方法之一［12-15］。含有氨基和硝基官能團(tuán)的平面芳族或雜芳族體系組成的含能化合物通常具有高能鈍感的優(yōu)異性能［16-17］，例如典型的1，3，5-三氨基-2，4，6-三硝基苯（TATB）和2，6-二氨基-3，5-二硝基 吡嗪-1-氧（LLM-105）。……