芘并硼氮杂菲的合成、结构及光物理性质研究

近年来,硼氮杂稠环芳烃在有机光电功能材料领域展现出巨大潜力,但是对于具有大共轭结构的硼氮杂稠环芳烃的合成与性质研究仍然有待深入。本文报道了基于胺基前体硼化反应路线合成2个芘并硼氮杂菲化合物并开展的光物理性质研究,合成路线简单,一锅反应最多同时新形成4个化学键。研究表明:1-BN-2-Na-Py和2-BN-1-Na-Py具有高荧光量子产率(0.46,0.70)和双光子吸收截面(230 GM以上)。X-射线单晶衍射解析了2-BN-1-Na-Py的单晶结构,表明2-BN-1-Na-Py分子优良的平面性,确证了B—N键具有部分双键特征。通过密度泛函理论(DFT)计算表明:硼嗪单元(BNC4环)具有一定的芳香性(NICS(1)值为-4.923,-1.935),解释了B—N键的引入对化合物电子结构的影响。

硼基含能化合物制备方法研究进展

硼基含能化合物具备高热值特性,将会成为含能材料领域重点研究方向。目前国内关于硼基含能化合物的研究还未广泛展开,本文依据国外研究现状,将已报道的硼基含能化合物初步归纳为富氮硼酸酯类、唑基硼化盐类、硝基硼烷类、富氮硼嗪类、叠氮硼类等,并分别从结构特点、合成路线及基本性能等方面对这5类含能硼化物进行了介绍,最后对硼基含能化合物的发展趋势及在推进剂中的应用前景进行了分析与展望:硼嗪类或硼氮杂环类化合物具有高张力键能释放特性,有望成为含能材料领域新研究热点;唑基硼化盐类化合物合成方法相对便捷,性能便于调控,可考虑用其替代硼颗粒,作为改善富燃料推进剂燃烧性能的一种新途径;硼酸酯类含能化合物具备较高氧含量,通过引入多硝基富氮含能基团,进一步提高生成焓和氧平衡,可探索用其替代高氯酸铵的可能性。