近日，我校化学与环境工程学院蔡子骛博士、刘应乐教授团队在有机化学领域权威期刊Organic Letters（IF=5.0，TOP期刊，中国科学院一区期刊，JCR一区期刊）上发表题为“Electronic Structure Rearrangement via Nitroamine−Nitroimine Tautomerism: Obtaining Thermally Stable and Low-Sensitivity Nitrogen-Rich Nitroamine Energetic Materials”的研究论文，四川轻化工大学、高耐性材料四川省重点实验室为论文第一单位和通讯单位，化学与环境工程学院硕士研究生冯奕臻为论文第一作者，化学与环境工程学院青年教师蔡子骛博士和刘应乐教授为论文共同通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金、环境友好能源材料国家重点实验室开放课题、四川轻化工大学652科研创新研究团队项目及人才引进项目的资助。
针对传统硝胺类含能材料存在热稳定性不足、机械感度较高等问题，研究团队提出了一种结合硝胺—亚硝胺互变异构、分子内氢键网络及稠环大Π键策略，成功设计并合成出一种兼具较高能量与良好稳定性的富氮硝胺含能化合物。该研究以稠合三唑并嘧啶骨架为基础，构建了具有两性离子结构特征的目标分子。性能测试结果表明，该化合物密度达到1.92 g·cm⁻³，爆轰速度为8722 m·s⁻¹，与目前广泛应用的高能炸药环三亚甲基三硝胺（RDX）相近。但其分解温度达到251 °C，撞击感度大于60 J，摩擦感度大于360 N，这些数值远优于目前军用同类型炸药。单晶结构分析及理论计算结果表明，硝胺—亚硝胺互变异构可诱导分子内部电子结构重排，增强分子骨架内的π电子离域与共轭效应，从而有效提升化合物的本征稳定性。该研究为解决传统硝胺类含能材料“高能量与高安全性难以兼顾”的问题提供了新的思路，也为新一代高能、低感、热稳定好的含能材料设计与开发提供了有益的参考。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6c00356
【复审：张国成 终审：许筠柱】
