Forskere optrævler syntetisk mekanisme for arylpentazol og substituenteffekt
https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.9b03762 Copyright © 2020 American Chemical Society
For nylig, et forskerhold ledet af prof. Liu Jianyong og prof. Han Keli fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) fra det kinesiske videnskabsakademi afslørede den syntetiske mekanisme i det nye energiske materiale af cyclo-N 5 - salt. Deres resultater blev offentliggjort i Journal of Physical Chemistry Letters .
Sammenlignet med det traditionelle C, H, N, O-baserede energiske materialer, polynitrogener har højere kemisk energilagring og ingen forurening, hvilket gør dem til en af de mest lovende kandidater til det nye højenergimateriale.
I 2017 bulk-syntesen af cyclo-N 5 - salt fra arylpentazol gennem behandling af Fe(Gly) 2 og m-CPBA blev opnået. Imidlertid, det lave produktionsudbytte og den ukendte reaktionsmekanisme begrænser anvendelsen af cyclo-N 5 - som energisk materiale.
Forskerne udførte en dybdegående mekanistisk undersøgelse af syntesen af cyclo-N 5 - . De studerede syntesen af arylpentazol, som er forløberen for cyclo-N 5 - , gav den komplette syntetiske mekanisme af arylpentazol, og diskuterede substituenteffekten. Disse resultater afslørede den korrekte struktur og reaktionsbetingelser for arylpentazolproduktion med højere udbytte.
Baseret på ovenstående resultater, denne undersøgelse afslørede mekanismen for selektiv C-N-bindingsspaltning i arylpentazol. Ferrobisglycinat med høj spin-tilstand (Fe(Gly) 2 ) oxideres først af m-CPBA, fører til dannelsen af et højvalent jern(IV)-oxo-kompleks. Dette Fe(IV)-oxo-mellemprodukt kan effektivt bryde C-N-bindingen i arylpentazol, mens pentazolringen holdes intakt.
Udover, π-π-stablingseffekten mellem arylpentazol og m-CPBA fremmer dannelsen af dimmere og trimere, som forhindrer Fe-oxoen i at angribe C-N-bindingen af arylpentazol. Hvordan man effektivt opnår jern(IV)-oxo-struktur er nøglen til at øge udbyttet af cyclo-N 5 - .
Denne undersøgelse giver værdifuld teoretisk vejledning til effektiv syntese af cyclo-N 5
-
. Det blev støttet af Science Challenge Project og National Natural Science Foundation of China.
Varme artikler
-
Samarbejde sætter gang i en ny model for keramisk ledningsevneKredit:CC0 Public Domain Som isolatorer, metaloxider - også kendt som keramik - virker måske ikke som oplagte kandidater til elektrisk ledningsevne. Mens elektroner lyner frem og tilbage i alminde -
Ny familie af selektive sølvbaserede kræftbekæmpende lægemidler opdagetEn familie af økonomiske sølvbaserede komplekser viser meget lovende resultater mod en række menneskelige kræftformer i laboratorietest, med meget lav toksicitet i rotteundersøgelser og minimale virkn -
En squishy Rubiks Cube, som kemikere bygget af polymerer holder løfte om datalagringEn ny Rubiks Cube-lignende struktur lavet af en selvhelbredende hydrogel kan måske inspirere til nye måder at opbevare information på og muligvis hjælpe patienter med at overvåge deres medicinske tils -
Forskere ser på meteoritter for at få inspiration til at opnå kritiske elementfri magnetThe Critical Materials Institute har udviklet en billig, højtydende permanentmagnet ved at hente inspiration fra en kilde, der ikke er af denne verden:jern-nikkel-legeringer i meteoritter. Kredit:U.S.