1,3,4-噁二唑桥联3,5-二硝基吡唑：高性能与高热稳定性含能材料的创新设计

为解决深井采矿和太空探索对耐热含能材料的迫切需求，研究人员通过1,3,4-噁二唑桥联3,5-二硝基吡唑的策略，设计出新型化合物3及其盐类4-5。该材料兼具高热稳定性（Tdec达325°C）、优异爆速（Dv=8464 m s–1）和物理安全性（IS=7.5 J），性能超越工业标准HNS，其中羟铵盐5（Dv=8507 m s–1）接近RDX水平，为耐热炸药开发提供新范式。

　　

随着深井采矿和太空探索的深入，极端环境对含能材料的热稳定性与性能提出双重挑战。传统耐热炸药如六硝基芪（HNS）虽稳定性优异，但爆速（D_v）不足制约其应用。如何突破"耐热-高能"的权衡悖论，成为含能材料领域的核心难题。

研究人员通过分子结构创新，将两个3,5-二硝基吡唑单元通过1,3,4-噁二唑环桥联，构建出对称共轭分子3。该设计巧妙融合了吡唑环的高能特性与噁二唑桥的热稳定性。实验表明，化合物3的分解温度（T_dec）高达325°C，较HNS提升15%，爆速达8464 m s^–1，机械感度（IS）7.5 J显示优异安全性。进一步通过成盐修饰获得的羟铵盐5，爆速提升至8507 m s^–1，压力（P）31.25 GPa，性能直追黑索金（RDX）。

研究采用三大关键技术：1）分子桥联策略构建共轭骨架；2）酸碱反应制备离子盐（4-5）；3）差示扫描量热法（DSC）测定热稳定性。意外发现的两性离子化合物6（T_dec=286°C）为副产物研究提供新线索。

【结构表征】X射线单晶衍射证实化合物3的平面共轭结构，分子间π-π堆叠增强热稳定性。
【性能测试】爆速测试采用标准铅柱压缩法，D_v值显示氧平衡优化效果。
【盐类修饰】铵盐4（T_dec=291°C）和羟铵盐5通过质子转移提升能量密度。

该研究突破传统含能材料设计局限，通过"高能单元+稳定桥联"策略实现性能协同。化合物3-5的综合性能满足深井射孔弹、航天推进剂等特殊需求，为耐热含能材料提供全新分子平台。论文发表于《The Journal of Organic Chemistry》，其分子设计思路可拓展至其他杂环体系，推动含能材料进入"高能-耐热-安全"三位一体新时代。