CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
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四(三甲基硅基)四氮烯的合成及机理
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1.西安近代化学研究所,陕西 西安 710065;2.氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室,陕西 西安 710065

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基金项目:

国家自然科学基金资助(21502148)


Synthesis and Reaction Mechanism of Tetrakis(trimethylsilyl)tetrazene
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Affiliation:

1.Xi′an Modern Chemistry Research Institute, Xi′an 710065, China;2.State Key Laboratory of Fluorine & Nitrogen Chemicals, Xi′an 710065, China

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    摘要:

    以三(三甲基硅基)肼锂和对甲苯磺酰叠氮为起始原料,合成了高活性的1,2‐二(三甲基硅基)二氮烯(BSD),进一步利用其二聚反应,合成了1,1,4,4‐四(三甲基硅基)四氮烯(TST),总收率约5.0%,通过核磁共振谱、红外光谱、元素分析和紫外‐可见吸收光谱对BSD和TST的结构进行了表征。通过量子化学计算方法研究了BSD二聚反应的机理。结果表明,发现其先异构化为1,1‐二(三甲基硅基)二氮烯中间体,然后两个中间体相互作用形成TST,两个过程分别需要高达103.0 kJ · mol-1和114.3 kJ · mol-1的活化能,该理论结果与高温条件有利于BSD转化为TST的实验现象一致。

    Abstract:

    A highly active 1, 2‐bis(trimethylsilyl)diimine(BSD)was synthesized using lithium tris(trimethylsilyl)hydrazine and p‐toluenesulfonylazide as starting materials. 1, 1, 4, 4‐Tetra(trimethylsilyl)tetrazene(TST)was then synthesized further via dimerization reaction of 1, 2‐bis(trimethylsilyl)diimine. The total yield was about 5.0%. The structures of BSD and TST were characterized by means of NMR, FT‐IR, UV‐Vis absorption spectra and element analyses. The mechanism of the dimerization reaction was then studied by quantum chemical calculation method. Results show that BSD firstly is isomerized to 1, 1‐bis (trimethylsilyl)diimine intermediate, and then two 1, 1‐bis(trimethylsilyl)diimine intermediates interact to form TST. Two processes require up to 103.0 kJ·mol-1 and 114.3 kJ·mol-1 activation energies, respectively. The theoretical results are consistent with the experimental phenomenon that high temperature condition is favorable for the conversion of BSD to TST.

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丁可伟,李陶琦,肖啸,等.四(三甲基硅基)四氮烯的合成及机理[J].含能材料, 2018, 26(8):659-663. DOI:10.11943/CJEM2017384.
DING Ke-wei, LI Tao-qi, XIAO Xiao, et al. Synthesis and Reaction Mechanism of Tetrakis(trimethylsilyl)tetrazene[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2018, 26(8):659-663. DOI:10.11943/CJEM2017384.

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  • 收稿日期: 2017-12-13
  • 最后修改日期: 2018-05-24
  • 录用日期: 2018-04-02
  • 在线发布日期: 2018-05-18
  • 出版日期: 2018-08-23