基于咪唑并[4,5-d]哒嗪设计潜在高能量密度化合物

作者：康润宇; 贺增弟^*; 赵林秀; 刘波; 张伟; 荆苏明

来源：兵器装备工程学报, 2023, 44(02): 195-224.

• 高能量密度化合物
• 密度泛函理论(DFT)
• 性能预测

为了开发新型高能量密度材料，以咪唑并[4,5-d]哒嗪为环骨架结构设计出10种咪唑并[4,5-d]哒嗪衍生物，采用密度泛函理论(DFT)在B3PW91/6-31G(d, p)水平下，对咪唑并[4,5-d]哒嗪衍生物的分子结构稳定性和爆轰性能进行了系统的理论研究。结果表明：分子结构稳定性由密度修饰基团和能量修饰基团共同作用；-OH和-CF(NO2)2对目标化合物的密度提升效果最显著；-NH2对目标化合物的生成焓提升效果最为显著；-C(NO2)3能够最大限度的提高目标化合物的爆轰性能，但同时会显著降低最弱键键离解能。咪唑并[4,5-d]哒嗪衍生物的理论密度为1.8～2.1 g·cm-3,固相生成焓为-310～410 kJ·mol-1,爆速为8.0～9.5 km·s-1,爆压为29.5～42.5 GPa,最弱键离解能为100～270 kJ·mol-1。综合考虑爆轰性能和分子结构稳定性，推荐B3和C3为潜在高能量密度化合物候选物。

• 单位
  中北大学