4-氨基-3-（5-四唑）呋咱（ATZF）及其金屬含能化合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及性能研究
發(fā)布時間：2021-03-30 05:04
本文根據(jù)已經(jīng)報道的4-氨基-3-（5-四唑）呋咱（ATZF）的相關(guān)研究,選取其作為本論文的研究基礎(chǔ)。由于ATZF自身結(jié)合了呋咱和四唑的優(yōu)點,我們以ATZF為母體,合成了四種ATZF的含能化合物,它們分別是Co（FHZ）2（TZF）2·2H2O、[Pb（FHZ）2（TZF）2]n（FHZ=甲酰肼）、Mn（Phen）2（H2O）2·（TZF）2（Phen=1,10-菲羅啉）和Ni（en）3·（TZF）2（en=乙二胺）。并對ATZF及其四種化合物進(jìn)行紅外和元素分析,并培養(yǎng)出各化合物的單晶,通過X-單晶衍射獲得其單晶結(jié)構(gòu)。通過DSC-FTIR-MS聯(lián)用儀測得五種化合物的熱分解過程,研究了各物質(zhì)的熱穩(wěn)定性及其氣體產(chǎn)物。結(jié)果表明ATZF、Co（FHZ）2（TZF）2·2H2
【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：86 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
-2銀離子的配位環(huán)境圖
第一章緒論3圖1.2-2銀離子的配位環(huán)境圖Fig.1.2-2CoordinationenvironmentofAg(I)centers圖1.2-35-氨基四唑和疊氮基的配位模式Fig.1.2-3coordinationmodeof5-ATZligandandazidogroup2018年，TomaszG.Witkowski等人[45]通過三步合成出了一種新的四唑類化合物，即2,3,5,6-四(1H-四唑-5-基)吡嗪(H4TTP)(圖1.2-4)，DSC曲線結(jié)果顯示，其只有一個尖銳的放熱峰，且分解溫度高達(dá)260oC，爆速爆壓分別為8655m·s-1和28.0Gpa。由于其優(yōu)良的性能，而后，他們又在此物質(zhì)的基礎(chǔ)上，相繼報道了兩種H4TTP配合物。我們課題組以此作為配體，分別和金屬離子Zn2+、Cd2+、Na+、K+和鹽酸胍反應(yīng)，合成了五種H4TTP金屬配合物，DSC曲線顯示，五種物質(zhì)的分解溫度均大于250oC，撞擊感度大于20J。NNNNNHNNNNHNNNNHNNNNNH圖1.2-42,3,5,6-四(1H-四唑-5-基)吡嗪(H4TTP)Fig.1.2-42,3,5,6-Tetra(1H-tetrazol-5-yl)pyrazine近年來，張建國等人[46]合成了一系列基于1,1"-二羥基-5,5"-偶氮四唑的富氮鹽。與RDX相比，所合成的七種鹽均具有可接受的熱穩(wěn)定性，最高分解溫度為301.8oC，且具有很高的正生成焓，范圍約在350.5kJ·mol-1至1500.3kJ·mol-1之間，并且對外部刺激具有良好的不敏感性。七種鹽的爆轟速度的范圍為7327m·s-1至8931m·s-1，爆轟壓力的范圍為21.7GPa至32.7GPa�？紤]到以上優(yōu)點，可以將這些富含氮的高能鹽作為理想的含能材料。此外，張建國等人[47]將富氮四唑類配體5,5"-雙四唑-1,1"-乙醇酸酯(BTO)和硝酸鉛通過反應(yīng)釜法得到一個新型的含能配合物[Pb(BTO)(H2O)]n，研究者選用BTO作為研究對象的原因如下：(1)BTO的剛性結(jié)構(gòu)將顯著提高M(jìn)OF的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。(2)BTO的高氮含量（N％=66.7％）有利?
西北大學(xué)碩士學(xué)位論文143.1.2ATZF晶體結(jié)構(gòu)分析圖3.1-1ATZF的分子結(jié)構(gòu)圖Fig.3.1-1MolecularstructureofATZF圖3.1-2ATZF的三維結(jié)構(gòu)圖Fig.3.1-2ThreedimensionalstructureofATZFX-射線單晶衍射表明，ATZF屬于三斜晶系，空間群為P1，其晶體密度為Dc=1.611g·cm-3。ATZF的分子結(jié)構(gòu)如圖3.1-1所示，含有一份子游離水。根據(jù)表3.1-2，C3-C2-N5-O1的扭轉(zhuǎn)角為0.5°，N3-N4-C1-N1的扭轉(zhuǎn)角為0.1°，這表明四唑和呋咱都是平面結(jié)構(gòu)。N4-C1-C2-C3的扭轉(zhuǎn)角為-5.1°，N1-C1-C2-N5的扭轉(zhuǎn)角為-6.0°，這表明四唑和呋咱并非位于同一平面。分子中C-C鍵長度[C1–C2=1.457(4)、C2–C3=1.438(4)]位于C-C單鍵(1.544)和C=C(1.332)雙鍵長度之間；呋咱中的N-O鍵長度[O1-N5=1.376(3)、O1-N6=1.398(4)]位于N-O(1.482)單鍵和N=O(1.226)雙鍵長度之間；分子中C-N鍵長度[N1-C1=1.329(4)、C3-N7=1.341(4)]處于C-N單鍵(1.449)與C=N(1.252)雙鍵的長度之間。此外，分子中N-N鍵長度[N1–N2=1.339(3)、N2–N3=1.313(4)、N3–N4=1.340(3)]也趨于N-N單鍵(1.473)和N=N雙鍵(1.272)的長度之間，這說明了ATZF具有很大的共軛性，因此，可使得ATZF的穩(wěn)定性增加。表3.1-2ATZF的部分鍵長()和扭轉(zhuǎn)角()Tab.3.1-2Selectedbondlengths()andtorsionangles()ofATZFBondAngle()BondAngle()O1-N6N1-C1N1-N2C1-N4C1-C2N4-C1-C2-C3C3-C2-N5-O11.398(4)1.329(4)1.339(3)1.333(4)1.457(4)-5.1(5)0.5(1)C2-C3N2-N3N3-N4C3-N6C3-N7N1-C1-C2-N5N3-N4-C1-N11.438(4)1.313(4)1.340(3)1.309(4)1.341(4)-6.0(5)0.1(2)
本文編號：3108918
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第一章緒論3圖1.2-2銀離子的配位環(huán)境圖Fig.1.2-2CoordinationenvironmentofAg(I)centers圖1.2-35-氨基四唑和疊氮基的配位模式Fig.1.2-3coordinationmodeof5-ATZligandandazidogroup2018年，TomaszG.Witkowski等人[45]通過三步合成出了一種新的四唑類化合物，即2,3,5,6-四(1H-四唑-5-基)吡嗪(H4TTP)(圖1.2-4)，DSC曲線結(jié)果顯示，其只有一個尖銳的放熱峰，且分解溫度高達(dá)260oC，爆速爆壓分別為8655m·s-1和28.0Gpa。由于其優(yōu)良的性能，而后，他們又在此物質(zhì)的基礎(chǔ)上，相繼報道了兩種H4TTP配合物。我們課題組以此作為配體，分別和金屬離子Zn2+、Cd2+、Na+、K+和鹽酸胍反應(yīng)，合成了五種H4TTP金屬配合物，DSC曲線顯示，五種物質(zhì)的分解溫度均大于250oC，撞擊感度大于20J。NNNNNHNNNNHNNNNHNNNNNH圖1.2-42,3,5,6-四(1H-四唑-5-基)吡嗪(H4TTP)Fig.1.2-42,3,5,6-Tetra(1H-tetrazol-5-yl)pyrazine近年來，張建國等人[46]合成了一系列基于1,1"-二羥基-5,5"-偶氮四唑的富氮鹽。與RDX相比，所合成的七種鹽均具有可接受的熱穩(wěn)定性，最高分解溫度為301.8oC，且具有很高的正生成焓，范圍約在350.5kJ·mol-1至1500.3kJ·mol-1之間，并且對外部刺激具有良好的不敏感性。七種鹽的爆轟速度的范圍為7327m·s-1至8931m·s-1，爆轟壓力的范圍為21.7GPa至32.7GPa�？紤]到以上優(yōu)點，可以將這些富含氮的高能鹽作為理想的含能材料。此外，張建國等人[47]將富氮四唑類配體5,5"-雙四唑-1,1"-乙醇酸酯(BTO)和硝酸鉛通過反應(yīng)釜法得到一個新型的含能配合物[Pb(BTO)(H2O)]n，研究者選用BTO作為研究對象的原因如下：(1)BTO的剛性結(jié)構(gòu)將顯著提高M(jìn)OF的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。(2)BTO的高氮含量（N％=66.7％）有利?
西北大學(xué)碩士學(xué)位論文143.1.2ATZF晶體結(jié)構(gòu)分析圖3.1-1ATZF的分子結(jié)構(gòu)圖Fig.3.1-1MolecularstructureofATZF圖3.1-2ATZF的三維結(jié)構(gòu)圖Fig.3.1-2ThreedimensionalstructureofATZFX-射線單晶衍射表明，ATZF屬于三斜晶系，空間群為P1，其晶體密度為Dc=1.611g·cm-3。ATZF的分子結(jié)構(gòu)如圖3.1-1所示，含有一份子游離水。根據(jù)表3.1-2，C3-C2-N5-O1的扭轉(zhuǎn)角為0.5°，N3-N4-C1-N1的扭轉(zhuǎn)角為0.1°，這表明四唑和呋咱都是平面結(jié)構(gòu)。N4-C1-C2-C3的扭轉(zhuǎn)角為-5.1°，N1-C1-C2-N5的扭轉(zhuǎn)角為-6.0°，這表明四唑和呋咱并非位于同一平面。分子中C-C鍵長度[C1–C2=1.457(4)、C2–C3=1.438(4)]位于C-C單鍵(1.544)和C=C(1.332)雙鍵長度之間；呋咱中的N-O鍵長度[O1-N5=1.376(3)、O1-N6=1.398(4)]位于N-O(1.482)單鍵和N=O(1.226)雙鍵長度之間；分子中C-N鍵長度[N1-C1=1.329(4)、C3-N7=1.341(4)]處于C-N單鍵(1.449)與C=N(1.252)雙鍵的長度之間。此外，分子中N-N鍵長度[N1–N2=1.339(3)、N2–N3=1.313(4)、N3–N4=1.340(3)]也趨于N-N單鍵(1.473)和N=N雙鍵(1.272)的長度之間，這說明了ATZF具有很大的共軛性，因此，可使得ATZF的穩(wěn)定性增加。表3.1-2ATZF的部分鍵長()和扭轉(zhuǎn)角()Tab.3.1-2Selectedbondlengths()andtorsionangles()ofATZFBondAngle()BondAngle()O1-N6N1-C1N1-N2C1-N4C1-C2N4-C1-C2-C3C3-C2-N5-O11.398(4)1.329(4)1.339(3)1.333(4)1.457(4)-5.1(5)0.5(1)C2-C3N2-N3N3-N4C3-N6C3-N7N1-C1-C2-N5N3-N4-C1-N11.438(4)1.313(4)1.340(3)1.309(4)1.341(4)-6.0(5)0.1(2)
本文編號：3108918
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