ammonium 5-nitrotetrazolate | 79443-17-7

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机1,3-偶极化合物 - 烯丙基型1,3-偶极有机化合物
• 英文名称: ammonium 5-nitrotetrazolate
• 英文别名: azane;5-nitro-2H-tetrazole
• CAS: 79443-17-7
• 化学式: CHN₅O₂*H₃N
• 分子量: 132.082
• InChiKey: XQWKKOULVZVDAW-UHFFFAOYSA-N

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.73
• 重原子数：
  9
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  1.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  101
• 氢给体数：
  2
• 氢受体数：
  6

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  ammonium 5-nitrotetrazolate 在 氯乙腈 、 sodium bromide 作用下， 以 N,N-二甲基甲酰胺 为溶剂， 反应 4.0h， 以46%的产率得到2-(5-nitro-2H-tetrazole -2-yl)acetonitrile
  参考文献：
  名称：

  Synthesis and properties of 5-nitrotetrazole derivatives as new energetic materials

  摘要：

  本文给出了合成 5-硝基四唑醇铵盐 (3) 的改进程序，从而可以大规模制备这种材料。用溴乙腈对 3 进行选择性烷基化，得到 5-硝基四唑-2-基乙腈（4）。叠氮离子与 4 发生 1,3-二极环化反应，从水中重结晶后得到 5-(5-硝基四唑-2-基甲基)四唑一水合物（5a），并用它合成了含有铵（6a）、胍（7）和氨胍（8）阳离子的高能盐。水合盐 5a 和 6a 中的结晶水可在真空中轻松去除，形成无水物质 5b 和 6b。所有化合物都通过分析法（元素分析和质谱法）和光谱法（红外光谱、拉曼光谱和核磁共振光谱）进行了表征，4（正交，P212121，ρ = 1.747 g cm-3）、5a（单斜，P21，ρ = 1.796 g cm-3）、6a（三斜，P，ρ = 1.594 g cm-3）和 8（单斜，P21/n，ρ = 1.633 g cm-3）的晶体结构是通过低温 X 射线晶体学确定的。由于人们对作为高能材料的四唑衍生物很感兴趣，因此测定了所有化合物的灵敏度和高能特性。这些材料的高引爆压力（P）和速度（D）（4：29.5 GPa，8356 m s-1；5a：28.7 GPa，8341 m s-1；5b：30.2 GPa，8688 m s-1；6a：21.3 GPa，7658 m s-1；6b：22.8 GPa，7861 m s-1；6b：21.3 GPa，7658 m s-1；6a：21.3 GPa，7658 m s-1；6b：22.8 GPa，7861 m s-1。8 GPa, 7861 m s-1, 7: 24.3 GPa, 8066 m s-1 和 8: 25.0 GPa, 8202 m s-1），使它们成为环境友好型富氮高能材料的理想候选材料。

  DOI：

  10.1039/b818925k
• 作为产物：
  描述：

  5-氨基四氮唑 在 copper(ll) sulfate pentahydrate 、 硫酸 、 sodium nitrite 、 sodium hydroxide 作用下， 以 水 为溶剂， 反应 1.0h， 以47%的产率得到ammonium 5-nitrotetrazolate
  参考文献：
  名称：

  Synthesis and properties of 5-nitrotetrazole derivatives as new energetic materials

  摘要：

  本文给出了合成 5-硝基四唑醇铵盐 (3) 的改进程序，从而可以大规模制备这种材料。用溴乙腈对 3 进行选择性烷基化，得到 5-硝基四唑-2-基乙腈（4）。叠氮离子与 4 发生 1,3-二极环化反应，从水中重结晶后得到 5-(5-硝基四唑-2-基甲基)四唑一水合物（5a），并用它合成了含有铵（6a）、胍（7）和氨胍（8）阳离子的高能盐。水合盐 5a 和 6a 中的结晶水可在真空中轻松去除，形成无水物质 5b 和 6b。所有化合物都通过分析法（元素分析和质谱法）和光谱法（红外光谱、拉曼光谱和核磁共振光谱）进行了表征，4（正交，P212121，ρ = 1.747 g cm-3）、5a（单斜，P21，ρ = 1.796 g cm-3）、6a（三斜，P，ρ = 1.594 g cm-3）和 8（单斜，P21/n，ρ = 1.633 g cm-3）的晶体结构是通过低温 X 射线晶体学确定的。由于人们对作为高能材料的四唑衍生物很感兴趣，因此测定了所有化合物的灵敏度和高能特性。这些材料的高引爆压力（P）和速度（D）（4：29.5 GPa，8356 m s-1；5a：28.7 GPa，8341 m s-1；5b：30.2 GPa，8688 m s-1；6a：21.3 GPa，7658 m s-1；6b：22.8 GPa，7861 m s-1；6b：21.3 GPa，7658 m s-1；6a：21.3 GPa，7658 m s-1；6b：22.8 GPa，7861 m s-1。8 GPa, 7861 m s-1, 7: 24.3 GPa, 8066 m s-1 和 8: 25.0 GPa, 8202 m s-1），使它们成为环境友好型富氮高能材料的理想候选材料。

  DOI：

  10.1039/b818925k

文献信息

• Energetic 2,2-Dimethyltriazanium Salts: A New Family of Nitrogen-Rich Hydrazine Derivatives
  作者：Valérian Forquet、Carlos Miró Sabaté、Guy Jacob、Yann Guelou、Henri Delalu、Chaza Darwich

  DOI：10.1002/asia.201500397

  日期：2015.8

  1‐dimethylhydrazine with NH2Cl or hydroxylamine‐O‐sulfonic acid yields 2,2‐dimethyltriazanium (DMTZ) chloride (3) and sulphate (4), respectively. The DMTZ cation was paired with the nitrogen‐rich anions 5‐aminotetrazolate (5), 5‐nitrotetrazolate (6), 5,5′‐azobistetrazolate (7), and azide (8), yielding a new family of energetic salts. The synthesis was carried out by metathesis reactions of salts 3 or 4 and a suitable

  1,1-二甲基肼与NH的胺化2 Cl或羟胺ö磺酸收率2,2- dimethyltriazanium（DMTZ）氯化物（3）和硫酸（4）表示。DMTZ阳离子与富氮阴离子5-氨基四唑酸酯（5），5-硝基四唑酸酯（6），5,5'-偶氮双四唑酸酯（7）和叠氮化物（8）配对，产生了一个新的高能盐家族。通过盐3或4与合适的银或钡盐的复分解反应进行合成。为了最大程度地减少使用重金属盐时涉及的风险，我们使用电渗析法合成叠氮化物8，避免使用高度敏感的物种。DMTZ衍生物通过IR和多核NMR光谱，元素分析和X射线衍射进行表征。使用DSC分析测量热稳定性，并使用标准测试确定其对经典刺激的敏感性。最后，讨论了固态氢键与灵敏度之间的关系。
• Neutral 5-nitrotetrazoles: easy initiation with low pollution
  作者：Thomas M. Klapötke、Carles Miró Sabaté、Jörg Stierstorfer

  DOI：10.1039/b812529e

  日期：——

  5-Nitro-2H-tetrazole (1), 1-methyl-5-nitrotetrazole (2) and 2-methyl-5-nitrotetrazole (3) were synthesized starting from the corresponding 5-amino-substituted tetrazoles in good yields and purities. The compounds were fully characterized by analytical and spectroscopic methods and their solid state structures were determined by low temperature X-ray diffraction techniques. Due to the potential of tetrazoles as energetic materials an extensive computational study (CBS-4M) was performed in order to estimate the energies of formation (ΔfU°) of the molecules, which are highly endothermic (1, 2527 kJ kg−1; 2, 2253 kJ kg−1 and 3, 2006 kJ kg−1). The EXPLO5 software was used to calculated the corresponding detonation velocities (Ddet) and detonation pressures (pdet) (1, Ddet = 9457 m s−1 and pdet = 390 kbar; 2, Ddet = 8085 m s−1 and pdet = 257 kbar and 3, Ddet = 8109 m s−1 and pdet = 262 kbar) by combining the ΔfU° values of the materials with the (X-ray calculated) densities and molecular formulas, giving performances comparable to commonly used secondary explosives (e.g., RDX). Lastly, all three neutral compounds can be easily initiated by impact (<2 J) and with high detonation velocities and excellent combined oxygen and nitrogen contents offer a more powerful and environmentally friendly alternative to commonly used primary explosives in initiating devices.

  5-硝基-2H-四唑(1)、1-甲基-5-硝基四唑(2)和2-甲基-5-硝基四唑(3)从相应的5-氨基取代四唑开始，以良好的产率和纯度被合成。这些化合物通过分析和光谱方法进行全面表征，并通过低温X射线衍射技术确定了它们的固态结构。由于四唑作为高能量材料具有很大的潜能，因此进行了全面的计算研究(CBS-4M)，以估计这些分子的生成能量（ΔfU°），这些能量具有很高的放热性（1，2527 kJ kg−1；2，2253 kJ kg−1；3，2006 kJ kg−1）。使用EXPLO5软件结合材料的ΔfU°值、（X射线计算的）密度和分子式，计算了相应的爆速（Ddet）和爆压（pdet）（1，Ddet = 9457 m s−1 和 pdet = 390 kbar；2，Ddet = 8085 m s−1 和 pdet = 257 kbar；3，Ddet = 8109 m s−1 和 pdet = 262 kbar），其性能与常用的次级炸药（例如RDX）相当。最后，所有三种中性化合物都可以通过冲击（<2 J）轻松引发，并且由于具有高爆速和出色的氧氮组合含量，为起爆装置提供了比常用初级炸药更强大且更环保的替代品。
• 3,6,7-Triamino-[1,2,4]triazolo[4,3-b][1,2,4]triazole: A Non-toxic, High-Performance Energetic Building Block with Excellent Stability
  作者：Thomas M. Klapötke、Philipp C. Schmid、Simon Schnell、Jörg Stierstorfer

  DOI：10.1002/chem.201500982

  日期：2015.6.15

  A novel strategy for the design of energetic materials that uses fused amino‐substituted triazoles as energetic building blocks is presented. The 3,6,7‐triamino‐7H‐[1,2,4]triazolo[4,3‐b][1,2,4]triazolium (TATOT) motif can be incorporated into many ionic, nitrogen‐rich materials to form salts with advantages such as remarkably high stability towards physical or mechanical stimuli, excellent calculated

  提出了一种新的设计高能材料的策略，该方法使用稠合的氨基取代的三唑作为高能材料。3,6,7-三氨基-7 H‐ [1,2,4]三唑并[4,3-b] [1,2,4]三唑鎓（TATOT）母题可以结合到许多离子型，富氮材料中形成盐，具有诸如对氯离子的极高稳定性等优点。物理或机械刺激，出色的计算爆炸速度和低至足以使其成为“绿色炸药”的毒性。中性TATOT可以方便，廉价的两步合成法以高产率合成。为了证明TATOT的优越性能，合成了13种离子衍生物，并对其化学和物理化学性质（例如，对撞击，摩擦和静电放电的敏感性）进行了广泛的研究。中性TATOT及其硝酸盐的毒性低。
• Experimental and Theoretical Studies on Some Energetic Functionalized Trimethylamine Derivatives
  作者：Thomas M. Klapötke、Burkhard Krumm、Matthias Scherr、F. Xaver Steemann、Klaus Banert、Young-Hyuk Joo

  DOI：10.1002/chem.200901114

  日期：2009.10.26

  The synthesis and structural properties (from X‐ray diffraction or B3LYP/6‐31G(d) calculations) of three energetic compounds derived from tris(chloromethyl)amine and of tris(chloromethyl)amine itself were investigated and compared to those of compounds with similar structures. The compounds have almost planar NC3 units at their amine center, and the substituents bound to the CH2 groups tend to be reactive

  研究了三种衍生自三（氯甲基）胺的高能化合物和三（氯甲基）胺本身的合成和结构性质（通过X射线衍射或B3LYP / 6-31G（d）计算），并将其与具有类似的结构。该化合物在其胺中心具有几乎平面的NC 3单元，并且与CH 2基团结合的取代基倾向于对进一步取代具有反应性。多次过度共轭被用来解释这些观察结果。
• Synthesis of energetic salts containing three heterocyclic anions by a one-pot condensation reaction
  作者：Panpan Peng、Baoping Hu、Feipeng Lu、Yao Du、Chaofeng Zhao、Hui Su、Pengcheng Zhang、Shenghua Li、Siping Pang

  DOI：10.1039/c9nj03857d

  日期：——

  energetic ion salts containing three heterocyclic anions via a one-step one-pot condensation reaction. The proposed strategy is based on aldehydes, aminoguanidine salts, and heterocyclic energetic ionic salts. In this work, energetic salt 1 containing three 5-nitrotetrazole anions and energetic salt 2 containing three 3,5-dinitro-1,2,4-triazole anions were successfully synthesized. The results of NMR, IR,

  杂环高能盐由于其出色的分子设计性能而被广泛用于高能材料。通常，大多数无机或有机阴离子高能离子盐最多仅包含一个阴离子或两个阴离子。迄今为止，尚未报道含有三种有机高能阴离子的高能离子盐。在这项研究中，我们开发了一种通过一步式一锅缩合反应制备包含三个杂环阴离子的高能离子盐的新方法。提出的策略基于醛，氨基胍盐和杂环高能离子盐。在这项工作中，有活力盐1包含三个5- nitrotetrazole阴离子和充满活力的盐2已成功合成了包含三个3,5-二硝基-1,2,4-三唑阴离子的阴离子。NMR，IR和MS的结果证明产物（1和2）含有三个杂环阴离子。高能测试结果表明，产物1和2的分解温度极高（250°C和308°C），灵敏度低（对于1和2而言，FS> 360 N，IS> 40 J）。同时，它们的爆炸速度（7306 ms -1和7375 ms -1）和爆炸压力（18.3 GPa和19.7 GPa）优于TNT。