Учёными ИОХ РАН разработана серия новых высокоэнергетических ансамблей полизамещённых каркасных структур

Высокоэнергетические материалы широко используются в различных отраслях промышленности и хозяйства. Очень важными областями их применения являются аэронавтика и ракетостроение. Так, для решения актуальных задач современной космической программы необходимо проводить поиск новых высокоэнергетических компонентов ракетного топлива. Одним из плодотворных направлений синтеза новых энергетических веществ является объединение энергоёмких звеньев с использованием различных структурных мостиков, благодаря которым можно корректировать характеристики получаемых соединений. Перспективной структурной единицей для получения молекулярных ансамблей является 2,4,6,8,10,12-гексанитрогексаазаизовюртцитан (CL-20) – одно из самых мощных высокоэнергетических веществ.

Сотрудники Лаборатории органического синтеза ИОХ РАН разработали эффективный подход к синтезу энергоёмких полинитрогексаазаизовюрцитановых каркасов, связанных N,N'-метиленовым мостиком, и методы их целенаправленной функционализации эксплозофорными группами. Реализация предложенной стратегии позволила получить семейство высокоэнергетических биc-каркасных аналогов CL-20, содержащих различные концевые функциональные группы. Проведённые исследования показали, что материалы новой серии обладают высокой плотностью и термостойкостью. Эти соединения имеют очень высокую удельную энтальпию образования, значительно превышающую аналогичную величину для CL-20. Более того, их чувствительность к трению существенно ниже, чем у широко используемых взрывчатых веществ октогена и гексогена. Замечательные комплексные характеристики делают эти материалы перспективными для использования в энергетических композициях. Целевые соединения исследования обладают детонационными характеристиками на уровне самых мощных штатных взрывчатых веществ, а некоторые из них даже превышают таковой, и являются высокоэффективными энергетическими компонентами для безметалльных ракетных топлив, обеспечивающими при умеренном содержании существенно более высокие значения удельного импульса, чем аналогичные составы на основе CL-20.

Источник:

Vladimir V. Parakhin, Galina V. Pokhvisneva, Tatyana V. Ternikova, Nina I. Shlykova, Aida I. Samigullina, Sergei V. Nikitin, Pavel B. Gordeev, Gennady A. Smirnov, Tatyana S. Kon’kova, David B. Lempert, Alla N. Pivkina Linking polynitro hexaazaisowurtzitane cages via an N,N'-methylene bridge: a promising strategy for designing energetic ensembles of CL-20 derivatives and adjusting their properties // New J. Chem., 2023, accepted manuscript. DOI: 10.1039/D2NJ05332B