胡李勁草,曾志偉,魏湘帥,喻儒靖,黃 偉,湯永興
(南京理工大學化學與化工學院, 江蘇 南京 210094)
設計合成兼具能量高和安全性能好的化合物一直是含能材料合成領域追求的目標。為實現這一目標,研究人員提出了一系列調控含能化合物性能和感度的策略,包括制備含能共晶、含能離子鹽和構建金屬有機骨架化合物(MOFs)等[1-9]。其中,通過酸堿中和反應制備離子鹽的策略因反應相對簡單高效,且離子鹽的結構和性能具有可調控性,近年來已發展成為含能材料基礎研究的熱點方法之一[10-11]。
多氨基稠環骨架有利于形成π-π 堆積和共軛效應,使得分子具有更好的平面性和穩定性,同時分子中的氨基官能團作為氫鍵供體,容易與陰離子結合形成多重氫鍵協同作用的三維堆積結構,從而有助于提高化合物的晶體堆積密度和分子穩定性[12-16]。2015 年,德國慕尼黑大學Kla?ptke 課題組[17]采用多氨基稠環化合物3,6,7-三氨基-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑(TATOT)和硝酸反應,制備了一種爆轟性能優異且穩定性高的含能離子鹽。其爆速為9005 m·s-1,熱分解溫度為280 ℃,撞擊和摩擦感度分別為40 J 和360 N,該化合物具有一定的應用前景。此外,2021年,張慶華課題組[18]以4,7-二氨基噠嗪并[4,5-c]氧化呋咱構筑稠環陽離子,分別與硝酸和高氯酸反應制備了2 種高性能的含能離子鹽。其理論計算爆速分別為9166 m·s-1和9339 m·s-1,爆壓分別為37.3 GPa 和42.5 GPa,爆轟性能與高能量密度炸藥奧克托今(HMX)相當或更優。
然而,上述報道的以4,7-二氨基噠嗪并[4,5-c]氧化呋咱稠環化合物制備的2 種含能鹽存在感度較高的問題,因受無機陰離子(硝酸根和高氯酸根)的影響。……