摘要:

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摘要:早期的五唑化学研究主要集中在芳基五唑的取代基效应和化合物稳定性等方面，但均未能成功制备出在室温下稳定存在的cyclo-N₅^-化合物。2017年，我国科学家首次在低温条件下经过氧化切断的方法制备出稳定的cyclo-N₅^-，通过阳离子交换等方法得到不同结构的五唑含能离子盐，引起了含能材料领域的广泛关注。目前，全氮五唑材料的研究取得了一系列突破性进展，已成功制备出室温稳定的全氮五唑离子盐（cyclo-N₅^-），五唑类离子盐分解温度大多在100 ℃以上，且五唑阴离子能与富氮阳离子成盐，为开发新型五唑含能材料提供了新思路。本文梳理了五唑阴离子cyclo-N₅^-的理论研究、合成探索、结构表征、以及对五唑化合物未来发展的展望，从而为从事全氮材料合成研究工作者提供参考。

摘要:富氮稠环含能材料是指在富氮稠环化合物骨架上引入硝基和其他含能基团的含能化合物，由于该类化合物在拥有高爆轰性能的同时，兼具相对较低的机械感度和较高的热分解温度，近年来受到国内外含能材料学者的广泛研究和报道。研究显示，得益于富氮稠环骨架π电子的离域共振，稠环骨架结构的稳定性显著提高，从而使得富氮稠环含能化合物很好的平衡了含能材料能量与稳定性之间这一自然对立的矛盾，如4-氨基-3，7-二硝基三唑并-[5，1-c][1, 2, 4]三嗪4-氧（DPX-27），其爆速、爆压分别为8.97 km·s^-1和35.4 GPa，爆轰性能与RDX相当，撞击感度和摩擦感度分别为10 J和258 N，明显低于RDX；1，2，9，10-四硝基二并吡唑[1，5-d：5′，1′-f][1, 2, 3, 4]四嗪（TNDPT）的爆速和爆压分别高达9.63 km·s^-1和44.0 GPa，与CL-20相当，机械感度（撞击感度：10 J；摩擦感度：240 N）却显著低于CL-20。可以看出，富氮稠环含能化合物作为新一代兼具高爆轰性能与良好稳定性的含能材料，正展现出巨大的研究价值和应用潜力。本文简要梳理了近年来发展的经典富氮稠环含能化合物的合成、含能性能、稳定性以及对富氮稠环含能化合物未来发展的展望，从而为从事富氮稠环含能材料研究工作者提供参考。

摘要:近年来，含能离子盐的研究重点仍然是通过官能团修饰有机阴阳离子的策略实现含能离子盐的靶向合成、结构和性能的定向调控。本文以近年来研究较多的含硝胺基的含能离子盐为例，综合介绍了它们的化学结构、理化参数（熔点、热分解温度、密度）、爆轰性能（爆速、爆压）及感度（撞击感度及摩擦感度）等数据，从含能离子盐结构设计、合成策略与性能评价等角度对近年来含能离子盐合成研究的发展方向与趋势进行了简要介绍。

摘要:传统含能化合物在爆炸后产生的瞬间热效应无法有效杀灭生物武器所携带的生物战剂。多碘含能反生物战剂化合物在爆炸后可以同时释放出能量和杀菌剂，因此，其被认为是当前最有应用前景的含能反生物战剂化合物。系统综述了共价型、离子型和共晶型三类多碘含能反生物战剂化合物的合成和性能研究进展，并介绍了部分反生物战剂的杀菌效果。结合含能反生物战剂的构效关系，指出热稳定性好，密度高，碘含量高，杀菌效果好的新型多碘含能反生物战剂化合物是今后的研究重点。此外，在保证杀菌效果良好的前提下，不断提升反生物战剂的能量密度和抛洒范围是当前反生物战剂研究发展的趋势。

摘要:通过C—N键联唑类高氮含能化合物1 -（1H-1，2，4-三唑-3-基）-1H-四唑分别与相应的氢氧化物或碳酸盐反应，合成了7种未见报道的1 -（1H-1，2，4-三唑-3-基）-1H-四唑金属盐。利用元素分析、红外光谱、质谱等对其结构进行了表征，首次培养得到了其中5种金属盐的单晶，测试了其晶体结构。运用差示扫描量热分析（DSC）研究了该系列金属盐的热稳定性，大部分金属盐均具有较好的热稳定性，其中锂盐脱水后的热分解温度最高（258 ℃）。利用等键反应计算了部分金属盐的生成焓，其中两种金属盐的生成焓高于1000 kJ·mol^-1。运用EXPLO5软件估算其爆炸性能，并测试了撞击感度和摩擦感度，结果表明该系列金属盐属于钝感含能材料。

摘要:以1，5-二氨基四唑-1H、氟偕二硝基乙醇为原料，在常温下通过曼尼希反应一步合成了N-（氟偕二硝基乙基）-1，5-二氨基四唑-1H。采用X-射线单晶衍射分析表征了其单晶结构，表明其属于斜方晶系，空间群Pca2₁，173 K下的晶体密度为1.77 g·cm^-3；采用Hirshfeld表面对晶体中各种作用进行了分析，晶体内占主导地位的分子间相互作用及其分布为（R为比例缩写）：R_{O…H / H…O}=27.0%，R_N…H/H…N=21.5%，R_{F…O/O…F/F…H/H…F/N…F/F…N}=15.9%，主要为氢键及卤键作用；采用热重及差示扫描量热分析（TG-DSC）研究了其热稳定性，5 ℃·min^-1升温速率下，只有一个尖锐的分解峰温177.32 ℃，质量损失为92.53%，化合物分解较完全；用Kissinger法与Ozawa法分别计算了其活化能E_K=213.228 kJ·mol^-1，E_O=209.984 kJ·mol^-1。采用场发射-扫描电镜（FE-SEM）观察了产物的微观形貌，其具有类似空间网状的多孔结构。

摘要:基于含能配体3，5-二硝基-1-氢-1，2，4-三唑（2-Hntz）和3，4-双（1-氢-5-四唑基）-氧化呋咱（H₂BTOF），水热条件下制备了两例无溶剂的能量Ag（Ⅰ）-MOFs，[Ag₂（2-ntz）₂]_n（1）和[Ag₂（BTOF）]_n（2）。单晶衍射分析表明，Ag⁺中心均为三配位，化合物1为由2-ntz^-采取μ₃-1，2，4模式桥联金属形成的三维框架结构（ρ₁=2.805 g·cm^-3），化合物2是由BTOF^2-通过五齿桥连-螯合模式连接金属形成的二维折叠层状结构（ρ₂=3.101 g·cm^-3）。综合热分析（TG-DSC）测试表明，化合物1和2均具有较高的热稳定性，在240 ℃以前保持框架稳定。以氧弹热量计测定了化合物1和2的恒容燃烧热并计算得到标准摩尔生成焓分别为（1375.74±1.27）kJ·mol^-1和（1647.42±1.46）kJ·mol^-1。爆轰和安全性能分析表明，化合物1和2的爆热、爆速和爆压值分别为5.55 kJ·g^-1和3.78 kJ·g^-1，8.97 km·s^-1和7.69 km·s^-1，44.87 GPa和34.37 GPa，对撞击和摩擦不敏感，属潜在的高能钝感材料。

摘要:为制备高密度、低粘度、高比冲、宽液态温度范围、热稳定性好的新颖推进剂燃料，以1，2，3-三唑为原料，在碱作用下与卤代烃发生N-烷基化反应，并与氯化氢气体成盐酸盐，该盐再与氰基硼氢化钠发生复分解反应，得到一系列新颖三唑氰基硼烷复合物。点火实验表明，该系列复合物可作为液体推进剂燃料。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)，核磁共振(¹H NMR、¹³C NMR、¹¹B NMR)、高分辨质谱(HRMS)等对其结构进行了表征；分别利用差示扫描量热法(DSC)、排气法密度仪、粘度仪和高速摄影等，测定化合物的热分解温度、密度、粘度和点火延迟时间等性能；运用Gaussian 09软件、密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31++G(d，p)基组优化化合物结构，并基于此优化结构计算化合物的生成焓，据此运用Explo5 v6.02软件计算其理论比冲。结果表明，1-丙基三唑氰基硼烷复合物(3)的生成焓为1.5 kJ·g^-1，具有最短的点火延迟时间(12 ms)，密度1.024 g∙cm^-3，熔点低于-70 ℃，热分解起始温度达233 ℃ (onset)，粘度16 mPa∙s，理论比冲为201.7 s，密度比冲达357 s∙g∙cm^-3。

摘要:以2，6-二甲基-4-五唑基苯酚钠盐为原料，间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)与甘氨酸亚铁(Fe(Gly)₂)为氧化切断试剂和稳定催化剂，在低温条件下成功合成了五唑钠；探索了芳基五唑氧化切断C—N键的反应条件：芳基五唑、Fe(Gly)₂与m-CPBA摩尔比为1:3:4.5，反应时间24 h，反应温度-45 ℃，粗品收率为28%；探索了不同氧化切割试剂对五唑钠产率的影响，并分析了五唑钠产率低的原因；利用X-射线单晶衍射仪(X-ray single crystal diffractometer，XRD)、核磁(¹⁵N NMR和¹H NMR)、元素分析、红外、质谱等对五唑钠和芳基五唑切断副产物(2，6-二甲基对苯醌)的结构进行了表征；并在此基础上推测分析了m-CPBA与Fe(Gly)₂氧化切断芳基五唑C—N键的机理历程。

摘要:以3-氨基-4-（叔丁基-NNO-氧化偶氮基）呋咱（ABAoF）为原料，经重氮化开环、肟化、氧化、氨化和硝化环化五步反应得到目标化合物1-羟基-1，2，3-三唑并[4，5-e]-5，7-二氧化-1，2，3，4-四嗪（HTTDO），总收率24.1%，采用红外光谱、核磁共振、质谱及元素分析对中间体及产物的结构进行了表征；探讨了氨化及硝化环化的反应机理；培养了HTTDO·4.5H₂O的单晶，X射线衍射分析表明，其为正斜方晶系，空间群为Pna2（1），晶体密度为1.659 g·cm^-3；利用Gaussian 09程序和Kamlet-Jacobs方程计算HTTDO理论密度为1.88 g·cm^-3，爆速为9393 m·s^-1，爆压为41.9 GPa，爆热为8010 J·g^-1；采用差示扫描量热（DSC）研究了HTTDO的热性能：其在热分解过程中，放热剧烈，峰温最高达194.5 ℃。

摘要:以5，5′-二硝胺基-2，2′-联-1，3，4-噁二唑为原料合成了一系列含能盐，采用了红外（FT-IR））、核磁（NMR）和元素分析进行了结构表征。并用X-射线单晶衍射进一步确定了3-氨基-1，2，4-三唑盐（9·2H₂O）和4-氨基-1，2，4-三唑盐（10）的结构，用差热扫描法（DSC）测定了它们的热分解温度，用Explos 5 v6.02计算了它们的爆轰性能。结果表明它们的热分解温度范围为146.8~ 239.9 ℃；计算爆速高于7693 m·s^-1，爆压高于21.3 GPa；密度介于1.683~1.941 g·cm^-3，实测撞击感度介于10~28 J，摩擦感度介于160~360 N，表明5，5′-二硝胺基-2，2′-联-1，3，4-噁二唑类含能盐是一类性能较好的高能量密度材料。

摘要:发展具有高能、低感、高热稳定性的新型含能材料是人们一直追求的目标。本研究设计、合成了一系列基于四唑连4，8-双呋咱并[3，4-b，e]吡嗪（DFP）的含能离子盐。含能离子盐具有优异的综合性能，如热分解温度较高（T_d：> 260 ℃），感度较低（IS≥ 20 J，FS≥360 N）和爆速较高等（D > 8800 m·s^-1）。值得特别指出的是，化合物4e的热分解温度高达314 ℃，并且其爆速及撞击感度分别为9005 m·s^-1和25 J，是一种极具潜力的钝感高能量密度材料。

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