Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Liu Jianyong et le professeur Han Keli de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences a dévoilé le mécanisme de synthèse du nouveau matériau énergétique du cyclo-N 5 ^- sel. Leurs résultats ont été publiés dans le Journal des lettres de chimie physique .

Par rapport au C traditionnel, H, N, Matériaux énergétiques à base d'O, les polyazotes ont un stockage d'énergie chimique plus élevé et aucune pollution, ce qui en fait l'un des candidats les plus prometteurs pour le nouveau matériau à haute énergie.

En 2017, la synthèse en masse du cyclo-N 5 ^- sel d'arylpentazole par traitement de Fe(Gly) 2 et m-CPBA a été atteint. Cependant, le faible rendement de production et le mécanisme réactionnel inconnu limitent l'application du cyclo-N 5 ^- comme matière énergétique.

Les chercheurs ont mené une étude mécanistique approfondie sur la synthèse du cyclo-N 5 ^- . Ils ont étudié la synthèse de l'arylpentazole, qui est le précurseur du cyclo-N 5 ^- , a donné le mécanisme synthétique complet de l'arylpentazole, et discuté de l'effet substituant. Ces résultats ont révélé la structure et les conditions de réaction appropriées pour la production d'arylpentazole avec un rendement plus élevé.

Sur la base des résultats ci-dessus, la présente étude a dévoilé le mécanisme du clivage sélectif des liaisons C-N dans l'arylpentazole. Le bisglycinate ferreux à haut spin (Fe(Gly) 2 ) est d'abord oxydé par le m-CPBA, conduisant à la formation d'un complexe fer(IV)-oxo de haute valence. Cet intermédiaire Fe(IV)-oxo peut rompre efficacement la liaison C-N dans l'arylpentazole tout en gardant le cycle pentazole intact.

Outre, l'effet d'empilement π-π entre l'arylpentazole et le m-CPBA favorise la formation de gradateurs et trimères, qui empêche le Fe-oxo d'attaquer la liaison C-N de l'arylpentazole. Comment obtenir efficacement la structure fer(IV)-oxo est la clé pour augmenter le rendement du cyclo-N 5 ^- .

Cette étude fournit des conseils théoriques précieux pour la synthèse efficace de cyclo-N 5 ^- . Il a été soutenu par le Science Challenge Project et la National Natural Science Foundation of China.