4-氨基-3-（5-四唑）呋咱（ATZF）及其金属含能化合物的合成、晶体结构及性能研究
发布时间：2021-03-30 05:04
本文根据已经报道的4-氨基-3-（5-四唑）呋咱（ATZF）的相关研究,选取其作为本论文的研究基础。由于ATZF自身结合了呋咱和四唑的优点,我们以ATZF为母体,合成了四种ATZF的含能化合物,它们分别是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-菲罗啉）和Ni（en）3·（TZF）2（en=乙二胺）。并对ATZF及其四种化合物进行红外和元素分析,并培养出各化合物的单晶,通过X-单晶衍射获得其单晶结构。通过DSC-FTIR-MS联用仪测得五种化合物的热分解过程,研究了各物质的热稳定性及其气体产物。结果表明ATZF、Co（FHZ）2（TZF）2·2H2
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-2银离子的配位环境图
第一章绪论3图1.2-2银离子的配位环境图Fig.1.2-2CoordinationenvironmentofAg(I)centers图1.2-35-氨基四唑和叠氮基的配位模式Fig.1.2-3coordinationmodeof5-ATZligandandazidogroup2018年，TomaszG.Witkowski等人[45]通过三步合成出了一种新的四唑类化合物，即2,3,5,6-四(1H-四唑-5-基)吡嗪(H4TTP)(图1.2-4)，DSC曲线结果显示，其只有一个尖锐的放热峰，且分解温度高达260oC，爆速爆压分别为8655m·s-1和28.0Gpa。由于其优良的性能，而后，他们又在此物质的基础上，相继报道了两种H4TTP配合物。我们课题组以此作为配体，分别和金属离子Zn2+、Cd2+、Na+、K+和盐酸胍反应，合成了五种H4TTP金属配合物，DSC曲线显示，五种物质的分解温度均大于250oC，撞击感度大于20J。NNNNNHNNNNHNNNNHNNNNNH图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近年来，张建国等人[46]合成了一系列基于1,1"-二羟基-5,5"-偶氮四唑的富氮盐。与RDX相比，所合成的七种盐均具有可接受的热稳定性，最高分解温度为301.8oC，且具有很高的正生成焓，范围约在350.5kJ·mol-1至1500.3kJ·mol-1之间，并且对外部刺激具有良好的不敏感性。七种盐的爆轰速度的范围为7327m·s-1至8931m·s-1，爆轰压力的范围为21.7GPa至32.7GPa。考虑到以上优点，可以将这些富含氮的高能盐作为理想的含能材料。此外，张建国等人[47]将富氮四唑类配体5,5"-双四唑-1,1"-乙醇酸酯(BTO)和硝酸铅通过反应釜法得到一个新型的含能配合物[Pb(BTO)(H2O)]n，研究者选用BTO作为研究对象的原因如下：(1)BTO的刚性结构将显着提高MOF的结构稳定性。(2)BTO的高氮含量（N％=66.7％）有利?
西北大学硕士学位论文143.1.2ATZF晶体结构分析图3.1-1ATZF的分子结构图Fig.3.1-1MolecularstructureofATZF图3.1-2ATZF的三维结构图Fig.3.1-2ThreedimensionalstructureofATZFX-射线单晶衍射表明，ATZF属于三斜晶系，空间群为P1，其晶体密度为Dc=1.611g·cm-3。ATZF的分子结构如图3.1-1所示，含有一份子游离水。根据表3.1-2，C3-C2-N5-O1的扭转角为0.5°，N3-N4-C1-N1的扭转角为0.1°，这表明四唑和呋咱都是平面结构。N4-C1-C2-C3的扭转角为-5.1°，N1-C1-C2-N5的扭转角为-6.0°，这表明四唑和呋咱并非位于同一平面。分子中C-C键长度[C1–C2=1.457(4)、C2–C3=1.438(4)]位于C-C单键(1.544)和C=C(1.332)双键长度之间；呋咱中的N-O键长度[O1-N5=1.376(3)、O1-N6=1.398(4)]位于N-O(1.482)单键和N=O(1.226)双键长度之间；分子中C-N键长度[N1-C1=1.329(4)、C3-N7=1.341(4)]处于C-N单键(1.449)与C=N(1.252)双键的长度之间。此外，分子中N-N键长度[N1–N2=1.339(3)、N2–N3=1.313(4)、N3–N4=1.340(3)]也趋于N-N单键(1.473)和N=N双键(1.272)的长度之间，这说明了ATZF具有很大的共轭性，因此，可使得ATZF的稳定性增加。表3.1-2ATZF的部分键长()和扭转角()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)
本文编号：3108918
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
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-2银离子的配位环境图
第一章绪论3图1.2-2银离子的配位环境图Fig.1.2-2CoordinationenvironmentofAg(I)centers图1.2-35-氨基四唑和叠氮基的配位模式Fig.1.2-3coordinationmodeof5-ATZligandandazidogroup2018年，TomaszG.Witkowski等人[45]通过三步合成出了一种新的四唑类化合物，即2,3,5,6-四(1H-四唑-5-基)吡嗪(H4TTP)(图1.2-4)，DSC曲线结果显示，其只有一个尖锐的放热峰，且分解温度高达260oC，爆速爆压分别为8655m·s-1和28.0Gpa。由于其优良的性能，而后，他们又在此物质的基础上，相继报道了两种H4TTP配合物。我们课题组以此作为配体，分别和金属离子Zn2+、Cd2+、Na+、K+和盐酸胍反应，合成了五种H4TTP金属配合物，DSC曲线显示，五种物质的分解温度均大于250oC，撞击感度大于20J。NNNNNHNNNNHNNNNHNNNNNH图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近年来，张建国等人[46]合成了一系列基于1,1"-二羟基-5,5"-偶氮四唑的富氮盐。与RDX相比，所合成的七种盐均具有可接受的热稳定性，最高分解温度为301.8oC，且具有很高的正生成焓，范围约在350.5kJ·mol-1至1500.3kJ·mol-1之间，并且对外部刺激具有良好的不敏感性。七种盐的爆轰速度的范围为7327m·s-1至8931m·s-1，爆轰压力的范围为21.7GPa至32.7GPa。考虑到以上优点，可以将这些富含氮的高能盐作为理想的含能材料。此外，张建国等人[47]将富氮四唑类配体5,5"-双四唑-1,1"-乙醇酸酯(BTO)和硝酸铅通过反应釜法得到一个新型的含能配合物[Pb(BTO)(H2O)]n，研究者选用BTO作为研究对象的原因如下：(1)BTO的刚性结构将显着提高MOF的结构稳定性。(2)BTO的高氮含量（N％=66.7％）有利?
西北大学硕士学位论文143.1.2ATZF晶体结构分析图3.1-1ATZF的分子结构图Fig.3.1-1MolecularstructureofATZF图3.1-2ATZF的三维结构图Fig.3.1-2ThreedimensionalstructureofATZFX-射线单晶衍射表明，ATZF属于三斜晶系，空间群为P1，其晶体密度为Dc=1.611g·cm-3。ATZF的分子结构如图3.1-1所示，含有一份子游离水。根据表3.1-2，C3-C2-N5-O1的扭转角为0.5°，N3-N4-C1-N1的扭转角为0.1°，这表明四唑和呋咱都是平面结构。N4-C1-C2-C3的扭转角为-5.1°，N1-C1-C2-N5的扭转角为-6.0°，这表明四唑和呋咱并非位于同一平面。分子中C-C键长度[C1–C2=1.457(4)、C2–C3=1.438(4)]位于C-C单键(1.544)和C=C(1.332)双键长度之间；呋咱中的N-O键长度[O1-N5=1.376(3)、O1-N6=1.398(4)]位于N-O(1.482)单键和N=O(1.226)双键长度之间；分子中C-N键长度[N1-C1=1.329(4)、C3-N7=1.341(4)]处于C-N单键(1.449)与C=N(1.252)双键的长度之间。此外，分子中N-N键长度[N1–N2=1.339(3)、N2–N3=1.313(4)、N3–N4=1.340(3)]也趋于N-N单键(1.473)和N=N双键(1.272)的长度之间，这说明了ATZF具有很大的共轭性，因此，可使得ATZF的稳定性增加。表3.1-2ATZF的部分键长()和扭转角()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)
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