Укрощение 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-c][1,2,5]оксадиазола

Распространенным подходом к дизайну новых высокоэнергетических соединений является выбор каркаса, определяющего основные параметры будущей молекулы, с последующей тонкой настройкой путем введения заместителей, в первую очередь, эксплозофоров. В настоящее время наиболее популярная стратегия создания каркаса предполагает его сборку путём комбинации нескольких гетероциклических колец (например, фуразанов, фуроксанов, триазолов, тетразолов, тетразинов), позволяющую использовать преимущества каждого из них в конечной молекуле. Тонкая настройка таких скаффолдов достигается, как правило, введением таких эксплозофорных заместителей, как N-оксиды, N–NO2, C(NO2)2 и т.д. [1,2,3]Триазоло[4,5-c][1,2,5]оксадиазол (триазолофуразан, ТФ) – это интересный каркас для построения новых полиазот-кислородных высокоэнергетических систем, поскольку он состоит из двух прочных энергоёмких ядер (1,2,3-триазола и фуразана) с большим количеством связей N–N и C−N. Помимо того, что такая аннелированная 5+5 система является малоизученной, введение эксплозофорного N–NO2 фрагмента в её структуру не рассматривалось до нас в литературе. Целями настоящей дипломной работы стали синтез аммониевой и гидразиниевой (NH4+ и N2H5+) солей 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-c][1,2,5]оксадиазола (НИАТО) и изучение их физико-химических и специальных свойств. Нам удалось разработать оригинальную стратегию синтеза аммониевой и гидразиниевой солей 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-c][1,2,5]оксадиазола исходя из диаминофуразана. Ключевой стадией данного синтетического маршрута является ранее неизвестная в фуразановом ряду внутримолекулярная термическая циклизация, в которой участвуют азидо- и бис(2-цианоэтил)триазеновая группы. Используя эту стратегию, получены новые типы солей, содержащие Y-ароматический трипоидный фрагмент N4. Альтернативный путь предполагал внутримолекулярную реакцию окисления аминотриазенилфуразана. Также было осуществлено сравнительное изучение аммониевых и гидразиниевых солей триазолофуразана, его N-оксида и N-нитроимида, которое позволило исследовать взаимосвязь между экспериментально установленными структурами, стабильностью и энергетическими характеристиками. Введение группы N–NO2 в положение 5 аниона ТФ улучшает кислородный баланс, придает молекуле значительное количество энергии (36 ккал·моль–1) и увеличивает плотность на 0,22 г·см –3. Термическая стабильность либо остается неизменной, либо снижается. Было показано, что триазолофуразановое ядро является высокоэнергетическим и относительно прочным скаффолдом, что позволяет использовать его для получения новых энергетических соединений.