本發(fā)明涉及含能材料，具體涉及一種雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽及其構(gòu)建方法和應用。

背景技術(shù)：

1、在含能材料的研究領(lǐng)域，科學家們一直致力于設(shè)計和合成既具有高能量密度又具備高穩(wěn)定性的化合物。這一目標的實現(xiàn)對于開發(fā)具有卓越爆轟性能的含能材料至關(guān)重要。理想的含能材料應當具備高生成焓和高密度，這兩者共同作用，確保了材料在實際應用中的高效能量釋放。與此同時，為了確保材料在各種環(huán)境下的安全性和可靠性，通過精細調(diào)整化合物的分子結(jié)構(gòu)，還應當具有良好的鈍感特性和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。

2、稠環(huán)化合物，是指含有兩個或更多并置環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物。這類化合物相較于它們的單環(huán)或簡單多環(huán)同系物，通常表現(xiàn)出更為顯著的化學穩(wěn)定性、更高的密度以及更多的化學修飾位點。在自然界中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種具有重要生物活性的稠環(huán)化合物，其中包括雜環(huán)稠環(huán)化合物。近年來，隨著化學合成技術(shù)的不斷進步，人工合成的氮雜稠環(huán)化合物的數(shù)量也在持續(xù)增加。這些化合物的合成方法多種多樣，包括但不限于分子內(nèi)環(huán)化反應，如芳香親核取代反應、環(huán)內(nèi)親和取代反應、?；H核取代反應等。然而，構(gòu)建稠環(huán)骨架的難度普遍較大，這導致了這類化合物的種類相對較少，因此，不斷探索和開發(fā)新的合成策略，以期獲得更多的稠環(huán)化合物，是推動含能材料發(fā)展的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽及其構(gòu)建方法和應用，以提供一種新型的稠環(huán)富氮化合物離子鹽，以及解決現(xiàn)有稠環(huán)化合物離子鹽存在構(gòu)建難度大的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽，其結(jié)構(gòu)式如式i所示的化合物及其消旋體、立體異構(gòu)體或互變異構(gòu)體；

4、

5、式i中，x-選自cl-、f-、

6、no3-、clo4-、n(no2)2-、c(no2)3-、1/2so4-和1/3po4-中的至少一種。

7、一種雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽，其結(jié)構(gòu)式如式ii所示的化合物及其消旋體、立體異構(gòu)體或互變異構(gòu)體；

8、

9、式ii中，x-選自cl-、f-、no3-、clo4-、n(no2)2-、c(no2)3-、1/2so4-和1/3po4-中的至少一種。

10、優(yōu)選的，所述x-選自no3-、clo4-或者n(no2)2-。

11、本發(fā)明還提供一種如本發(fā)明所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，包括以下步驟：

12、向雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物溶液和/或懸浮液中加入酸，攪拌反應，得到雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物離子鹽或含能離子鹽。

13、優(yōu)選的，所述溶液為雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物與水、碳原子數(shù)為1～6的醇中的至少一種形成的溶液；

14、和/或，所述懸浮液為雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物離子鹽與水、碳原子數(shù)1～6的醇中的至少一種形成的懸浮液。

15、優(yōu)選的，所述雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物選自和/或

16、優(yōu)選的，所述酸選自：

17、hno3、hclo4、hn(no2)2、hc(no2)3、hcl、hf、h2so4和h3po4中的至少一種。

18、優(yōu)選的，所述攪拌反應的溫度為0℃～50℃。

19、優(yōu)選的，所述攪拌反應的時間為2.6h～5h。

20、優(yōu)選的，所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，還包括以下步驟：

21、將雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物離子鹽通過復分解反應，得到雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物的含能離子鹽。

22、優(yōu)選的，所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，還包括以下步驟：將雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物離子鹽通過膜交換，得到雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物的含能離子鹽。

23、優(yōu)選的，所述雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物離子鹽為如式i或者式ii所示的化合物，且x-選自cl-、1/2so4-和1/3po4-中的至少一種。

24、優(yōu)選的，所述雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物離子鹽與m+x-通過復分解反應，得到雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物的含能離子鹽；

25、所述m+選自ag+、1/2ca+、1/2pb+和1/2cu+中的至少一種；

26、所述x-選自f-、no3-、clo4-、n(no2)2-和c(no2)3-中的至少一種。

27、優(yōu)選的，所述雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物的含能離子鹽為如式i或者式ii所示的化合物，且x-選自f-、no3-、clo4-、n(no2)2-和c(no2)3-中的至少一種。

28、優(yōu)選的，所述膜為高分子分離膜。

29、優(yōu)選的，高分子分離膜包括反滲透膜、納濾膜、超濾膜、微濾膜、氣體分離膜、滲透汽化膜和電滲析膜。

30、優(yōu)選的，所述復分解反應的溫度為0℃～50℃；

31、優(yōu)選的，所述復分解反應的時間為0.5h～5h。

32、本發(fā)明還提供一種如本發(fā)明所述構(gòu)建方法制得的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽作為含能材料的應用。

33、本發(fā)明還提供一種如本發(fā)明所述構(gòu)建方法制得的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物的含能離子鹽作為含能材料的應用。

34、本發(fā)明的有益效果：

35、本發(fā)明的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮骨架，具有二維平面結(jié)構(gòu)、氮含量豐富和三個氨基基團的特點，穩(wěn)定性好，可有針對性的引入特定功能基團。而氨基取代的富氮稠環(huán)化合物中的氨基基團能直接形成含能離子鹽，還可修飾獲得季銨鹽、取代胺結(jié)構(gòu)，在構(gòu)建新型稠環(huán)結(jié)構(gòu)中具有潛在的應用價值。

36、本發(fā)明的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮骨架的構(gòu)建方法，通過在酸性條件下進行分子重排的方式獲得兩種互為異構(gòu)體的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮骨架，通過實驗與理論計算相結(jié)合的方式驗證該重排機理，方法簡便、制備效率高、產(chǎn)物純度高，為后續(xù)設(shè)計合成稠環(huán)含能分子等提供依據(jù)，且具有環(huán)境友好、操作簡單和產(chǎn)品性能優(yōu)異的優(yōu)點，在能源、醫(yī)藥、材料科學等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景，在有機化合物技術(shù)領(lǐng)域，具有推廣應用價值。

技術(shù)特征：

1.一種雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如式i所示的化合物及其消旋體、立體異構(gòu)體或互變異構(gòu)體；

2.一種如權(quán)利要求1所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，其特征在于，所述溶液為雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物與水、碳原子數(shù)為1～6的醇中的至少一種形成的溶液；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，其特征在于，所述雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物選自

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，其特征在于，所述酸選自：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，其特征在于，所述攪拌反應的溫度為0℃～50℃；

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，其特征在于，還包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，其特征在于，所述雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物離子鹽為如式i或者式ii所示的化合物，且x-選自cl-、1/2so4-和1/3po4-中的至少一種；

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，其特征在于，所述膜為高分子分離膜；

10.一種如權(quán)利要求2至權(quán)利要求9任一項所述構(gòu)建方法制得的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的應用，其特征在于，所述雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽作為含能材料的應用；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽及其構(gòu)建方法和應用。雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽，其結(jié)構(gòu)式如式I和/或式II所示的化合物及其消旋體、立體異構(gòu)體或互變異構(gòu)體。本發(fā)明還提供一種如本發(fā)明所述的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽的構(gòu)建方法，包括以下步驟：向雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物溶液和/或懸浮液中加入酸，攪拌反應，得到雙三唑并三嗪稠環(huán)類富氮化合物離子鹽或含能離子鹽。本發(fā)明還提供一種如本發(fā)明所述構(gòu)建方法制得的雙三唑并三嗪稠環(huán)富氮化合物離子鹽作為含能材料的應用。本發(fā)明提供了一種新型的稠環(huán)富氮化合物離子鹽，解決了現(xiàn)有稠環(huán)化合物離子鹽存在構(gòu)建難度大的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李玉川,苗香艷,商鵬飛
受保護的技術(shù)使用者：北京理工大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2