《新型氮-氮成鍵模式合成多氮化合物的反應研究》是依託南京理工大學，由程廣斌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型氮-氮成鍵模式合成多氮化合物的反應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：程廣斌
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多氮化合物包括全氮化合物是理想的高能量密度材料。理論和實驗均表明多氮化合物中直接相連的氮原子數目越多, 合成難度越大。而與碳碳鍵的方法學研究相比，氮-氮鍵成鍵模式研究存在嚴重的不足。因此合成具有多個氮原子直接相連的多氮化合物對科研工作者來說一直是個挑戰和動力。項目基於課題組前期研究基礎，擬探索和發展新的N-N成鍵模式研究，彌補傳統成鍵方法上存在的不足。主要對三種有效的N-N鍵構造方法進行研究：（1）採用唑環上N-NH2的N-偶氮反應構成三氮烯的有效方法合成具有新穎結構的新型N7、N9多氮化合物；（2）建立N-NH2偶合反應構成偶氮鍵的成鍵模式，套用於合成多硝基偶氮類多氮化合物反應中；（3）設計和合成具有強胺化能力的新胺化試劑，擴展唑環上N-胺化反應。並分別深入研究反應機理，建立更具有套用前景的N-N成鍵方式體系，為N-N成鍵方式的研究在多氮化合物的合成中的套用開闢新的思路。
結題摘要
氮化合物包括全氮化合物是理想的高能量密度材料，同時由於其分解產物為清潔的氮氣，多氮化合物被稱為“綠色含能材料”。然而，與碳碳鍵的方法學研究相比，構建多氮化合物的氮-氮鍵成鍵模式研究存在嚴重的不足。現有的N-N鍵成鍵方法限於C-NH2的氮氮成鍵反應，限制了氮鏈的擴展，目前基於C-NH2上氮-氮鍵成鍵模式已有研究，而基於N-NH2上氮-氮鍵成鍵方法極少報導。針對有限的N-N鍵成鍵方法無法滿足多氮化合物的合成需求，項目基於唑環N-NH2探索和發展三種新的N-N成鍵模式：（1）基於1,5-二氨基四唑N-NH2重氮化偶合反應構建了以-NH-N+-NH-橋聯的具有11個氮原子(N11)直接相連的含能鹽。這是目前報導的含有最長氮鏈的多氮化合物。根據實驗數據和理論計算的結果，表明11個氮原子直接相連的中性多氮分子是不穩定的，而所合成的N11含能鹽具有穩定的結構，熱分析結果顯示其分解溫度為119.4 oC，通過感度測試，結果較黑索今(RDX)而言相對鈍感。（2）基於四唑N-NH2氧化偶聯構建四氮烯(-N-N=N-N-)橋聯合成N10多氮化合物。其中三氯異氰尿酸作為氧化劑是首次套用在N-NH2的氧化偶聯反應上。另外甲基的引入雖然降低了其爆轟性能和密度，但卻改善了其熱穩定性，其熱分解溫度為127.2 oC。這是目前報導穩定性最好的具有N10結構的多氮含能化合物。(3)基於N-NH2與磺醯腙縮合關環反應成功的構建了N6多氮化合物。通過控制鹼的加入量，成功分離出中間體，明確了了N-NH2和α,α-二氯乙醛對甲苯磺醯腙縮合關環形成1,2,3-三唑的反應機理。最終突破限於C-NH2的傳統N-N鍵成鍵模式，建立更具有套用前景的N-N成鍵方式體系，為N-N成鍵方式的研究在多氮化合物的合成中的套用開闢新的思路。
