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摘要
五唑化合物是当前含能材料领域的一个研究热点,但现有五唑化合物的稳定性普遍偏低。为研发性能更优的新型五唑化合物,基于对已有结构的分析,设计了五唑的系列非芳环吸电子基取代衍生物(N5(CH2)x-1R,R=—NO2,—CF3,—CN,—CHO,—COOH,x=1,2,3,4),采用密度泛函理论方法,计算了与N5环直接相连的侧链化学键的解离能EBD和N5环的分解能垒Ea,并与部分供电子基取代物的结果进行比较,分析讨论了取代基与相关的键长、键级、键临界点电子密度、N5环的电荷和氧平衡对EBD和Ea的影响规律。结果表明,所有分子的Ea均远小于EBD,表明N5环的稳定性是决定五唑分子稳定性的关键因素。对于R与N5直接相连的分子(x=1,即N5R),R为吸电子基时的Ea小于R为供电子基或H时的Ea。随N5环破裂键键长减小、键级增大及临界点电子密度的增大,Ea总体呈增大趋势。N5环是强吸电子基,直接连接强吸电子或强供电子基会使N5环上的负电荷过少或过多,因而都不利于N5环稳定。
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单位南京理工大学; 国家民用爆破器材质量监督检验中心
