ADN 是一種離子型綠色高能氧化劑,但如何解決制約其應(yīng)用的熱穩(wěn)定性和吸濕性問(wèn)題仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。美國(guó)密西根大學(xué)篩選出了碳含量較小的吡嗪二氧化物(PDO)作為雙氫鍵受體化合物,與ADN 形成了穩(wěn)定的共晶ADN-PDO。ADN-PDO 的 密 度 為1.778 g ?cm-3,熔 點(diǎn) 為114 ℃(較ADN 提 高 了22.6 ℃),熱分解溫度為176 ℃(較ADN 提高了16 ℃),25 ℃臨界相對(duì)濕度(CRH)為79.5%(較ADN 提高了26%),爆轟性能與RDX 相當(dāng)。該研究為ADN 的改性處理及應(yīng)用提供了一種可借鑒的研究思路。
源自:Bellas M K,Matzger A J. Achieving balanced energetics through cocrystallization[J]. Angew. Chem. Int. Ed.,2019,58:17185-17188.
稠環(huán)的1,2,3,4-四嗪二氧化物一直是俄羅斯含能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),俄羅斯科學(xué)院澤林斯基有機(jī)化學(xué)研究所以5-氨基-3-硝基-1,2,4-三唑?yàn)樵?,?jīng)重氮化、縮合、環(huán)化三步合成出了重要的中間體(化合物3),嘗試了多種硝化、環(huán)化體系,均未能成功構(gòu)建出1,2,3,4-四嗪二氧化物(化合物2),而是以大于90%的高收率意外合成出了3-(硝基-NNO-氧化偶氮)-7-硝基-[1,2,4]-三唑并[5,1-c][1,2,4]三嗪-4-胺(化合物4),其密度、爆轟性能均高于硝基取代的三唑并三嗪化合物(TTX),表明硝基氧化偶氮基團(tuán)對(duì)含能化合物能量密度具有明顯提高作用。
源自:Anikin O V,Leonov N E,Klenov M S,et al. An energetic(nitro-NNO-azoxy)triazolo-1,2,4-triazine[J]. Eur. J. Org. Chem.,2019:4189-4195.
近年來(lái),構(gòu)型對(duì)含能材料的影響逐漸引起科研人員的關(guān)注,元素組成相同的不同雜環(huán)母體結(jié)構(gòu)、取代位置不同的含能取代基對(duì)含能材料性能的影響研究較多,但由于手性碳原子引起的立體異構(gòu)對(duì)含能材料性能的影響則研究較少。美國(guó)斯克里普斯研究所與陸軍研究實(shí)驗(yàn)室以1,2,3,4-四(硝酰氧甲基)環(huán)丁烷為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)合成出了四種具有不同立體構(gòu)型的硝酸酯化合物,結(jié)果表明,立體構(gòu)型對(duì)化合物的熔點(diǎn)影響最大,化合物4 常溫下為液體,其它三種為固體,進(jìn)而造成了化合物4 在能量性能和安全性能方面均與其它三種化合物有較大差別。該研究為深入理解含能材料的構(gòu)效關(guān)系提供了一種新的研究角度。
源自:Barton L M,Edwards J T,Johnson E C,et al. Impact of stereo-and regiochemistry on energetic materials[J]. J. Am. Chem. Soc.,2019,141,32:12531-12535.
在5,5′-偶氮四唑含能鹽的合成中,關(guān)鍵反應(yīng)是5-氨基四唑(5AT)的氧化偶聯(lián)。但是,傳統(tǒng)的KMnO4氧化方法存在能耗高、安全性差、純化困難的問(wèn)題。西南科技大學(xué)研究了在溫和條件下將5AT 氧化偶聯(lián)為5,5′-偶氮四唑含能鹽的電化學(xué)方法。5AT 的電化學(xué)氧化偶聯(lián)可以在堿性電解質(zhì)中的幾種貴金屬(Pt、Au、Ag)和過(guò)渡金屬(Fe、Co、Ni、Cu、Mo、W)電極上實(shí)現(xiàn),經(jīng)過(guò)8h 的電化學(xué)反應(yīng),可獲得10 g 量級(jí)的5,5′-偶氮四唑含能鹽。該方法為含能材料的綠色制備提供了一種重要的研究思路。
源自:Fu X,Du J,Wu B,et al. Convenient synthesis of 5,5′-azotetrazolate energetic salts through electrochemical oxidative-coupling of 5-amino-1H-tetrazole under mild conditions[J]. J. Electrochem. Soc.,2020,167:065503.
耐熱不敏感含能材料在特種軍用炸藥以及民用炸藥中具有重要用途,發(fā)展能量性能更高且易于合成的耐熱不敏感含能材料一直是該領(lǐng)域的技術(shù)難題。中物院化工材料研究所以4-硝基-3-吡唑甲酸和二氨基胍鹽酸鹽為原料,在P2O5/H3PO4體系中加熱至120 ℃反應(yīng)5 h,經(jīng)稀釋、中和后以84.8%的收率獲得4-硝基-(3,4-二氨基-1,2,4-三唑-5-基)吡唑,其起始分解溫度為331 ℃,分解峰溫達(dá)346 ℃,對(duì)機(jī)械作用鈍感,密度達(dá)1.87 g?cm-3,爆速達(dá)9075 m?s-1,是一種綜合性能優(yōu)良的耐熱不敏感含能材料。
源自:Ma Q,Zhang G,Li J,et al. Pyrazol-triazole energetic hybrid with high thermal stability and decreased sensitivity:facile synthesis,characterization and promising performance[J]. Chemical Engineering Journal,2020,379:122331.