3-五唑基吡啶及其衍生物作为N5-离子前体的理论研究

作者：袁万里; 江毕涛; 章冲; 孙呈郭; 高超; 胡炳成; 杜杨^*

来源：含能材料, 2022, 30(12): 1237-1244.

• 五唑阴离子前体
• 密度泛函理论
• 稳定性

高能五唑离子盐的合成是含能材料领域的研究热点，五唑阴离子的制备是合成高能五唑离子盐的关键步骤。为了拓宽五唑阴离子的来源，寻求稳定性更好，性能更优的五唑阴离子前体，采用密度泛函理论计算研究了3-五唑基吡啶及其衍生物的桥连C—N键和五唑环的稳定性。结果表明：除—OH、—OMe、—N(Me)2对位取代物外，3‐五唑基吡啶及其—NO2、—CN、—NF2对位取代，—NO2、—CN、—NF2、—OH、—OMe、—N(Me)2间位取代，—NO2、—CN、—NF2、—OH、—OMe、—N(Me)2对位和间位双取代物的桥连C—N键断裂所需的能量Ea1均小于苯基五唑，说明这些化合物比苯基五唑更易于得到五唑阴离子。—OMe、—N(Me)2对位取代，—OMe、—N(Me)2间位和对位双取代物的五唑环破裂的能垒Ea2与苯基五唑相当，说明这些化合物的五唑环具有较好的稳定性。—N(Me)2间位取代物的Ea1和Ea2的差值ΔE最小，说明该化合物在切断桥连C—N键获得N5ˉ离子过程中，最易维持五唑环的稳定。相比于苯基五唑，—N(Me)2间位取代和双取代的3-五唑基吡啶具有较低的ΔEa1、较高的ΔEa2和较低的ΔE，说明其具有替代苯基五唑作为五唑阴离子前体的潜力。

• 单位
  南京理工大学