3-氨基-4-硝基氧化呋咱含能化合物的设计合成

作者：刘伟娜; 王智; 杨金辉; 彭亚晶^*

来源：化学通报, 2022, 85(06): 751-754.

DOI：10.14159/j.cnki.0441-3776.2022.06.007

• 氧化呋咱
• 含能材料
• 合成反应
• 密度泛函理论
• 单、双激发的耦合簇

在氧化呋咱环上引入氨基或硝基等功能基团，可提高含能化合物的能量密度和爆炸性能。为了获得更高能量密度的新型含能化合物，本文利用密度泛函理论(DFT)和单、双激发的耦合簇(CCSD)方法探索了以3-酰基叠氮基-4硝基氧化呋咱为起始材料，在二氧六环和水混合溶剂中合成3-氨基-4硝基氧化呋咱的反应机理，给出了反应的势能曲线。结果表明，该反应主要分为两个阶段：3-酰基叠氮基-4硝基氧化呋咱脱N2后进行Curtious重排产生异氰酸酯；异氰酸酯经水解、羟基扭转、CO2的脱离形成产物。反应的决速步为CO2的脱离，能垒为44kcal/mol。因此，加热是实现该合成反应的必要条件。水既绿色环保，又参与反应，是该反应的最佳溶剂。这些结果为3-氨基-4-硝基氧化呋咱的实验合成提供了必要的理论依据。