Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el profesor Liu Jianyong y el profesor Han Keli del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China desentrañó el mecanismo sintético del novedoso material energético de ciclo-N ₅ ^- sal. Sus resultados fueron publicados en el Revista de letras de química física .

En comparación con la C tradicional, H NORTE, Materiales energéticos a base de O, los polinitrógenos tienen un mayor almacenamiento de energía química y no contaminan, convirtiéndolos en uno de los candidatos más prometedores para el novedoso material de alta energía.

En 2017, la síntesis masiva de ciclo-N ₅ ^- sal de arilpentazol mediante el tratamiento de Fe (Gly) ₂ y se logró m-CPBA. Sin embargo, el bajo rendimiento de producción y el mecanismo de reacción desconocido restringen la aplicación de ciclo-N ₅ ^- como material energético.

Los investigadores llevaron a cabo un estudio mecanicista en profundidad sobre la síntesis de ciclo-N ₅ ^- . Estudiaron la síntesis de arilpentazol, que es el precursor de ciclo-N ₅ ^- , dio el mecanismo sintético completo del arilpentazol, y discutió el efecto sustituyente. Estos resultados revelaron la estructura y las condiciones de reacción adecuadas para la producción de arilpentazol con mayor rendimiento.

Según los resultados anteriores, el presente estudio reveló el mecanismo de escisión selectiva del enlace C-N en arilpentazol. El bisglicinato ferroso en estado de alto giro (Fe (Gly) ₂ ) se oxida en primer lugar por m-CPBA, que conduce a la formación de un complejo oxo de hierro (IV) de alta valencia. Este intermedio Fe (IV) -oxo puede romper eficazmente el enlace C-N en arilpentazol mientras mantiene intacto el anillo de pentazol.

Además, el efecto de apilamiento π-π entre arilpentazol y m-CPBA promueve la formación de atenuadores y trímeros, que impide que el Fe-oxo ataque el enlace C-N del arilpentazol. Cómo obtener eficazmente la estructura de hierro (IV) -oxo es la clave para aumentar el rendimiento de ciclo-N ₅ ^- .

Este estudio proporciona una valiosa orientación teórica para la síntesis eficiente de ciclo-N ₅ ^- . Fue apoyado por Science Challenge Project y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.