КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 3,7,10-ТРИОКСОГЕКСААЗА[3.3.3]ПРОПЕЛЛАНА И ЕГО N-НИТРО- И N-АЦЕТИЛПРОИЗВОДНЫХ

А.А. Минакова, С.Г. Ильясов
DOI: 10.25699/SSSB.2021.39.5.003 Download PDF
Аннотация: Гетероциклические соединения вызывают большой интерес у исследователей как потенциальные соединения в создании биологически активный веществ или веществ с высокой энергией. 3,7,10-Триоксо-2,4,6,8,9,11-гексааза[3.3.3]пропеллан (ТНАР) состоит из трех конденсированных колец, соединенных одинарной связью C1-C5 является новым, малоизученным веществом, синтезированным во втором десятилетии XXI века. Теоретические расчеты энергий нитропроизводных пропелланов с пятью или шестью атомами азота показали перспективность использования в качестве высокоэнергетических веществ. Целью работы было проведение квантово-химических расчетов теплоты образования и сгорания, а также длины пропеллановой связи нитро- и ацетилпроизводных 3,7,10-триоксо-2,4,6,8,9,11-гексааза[3.3.3]пропеллана и его восстановленного аналога 2,4,6,8,9,11-гексааза[3.3.3]пропеллана (НАР) с различным количеством заместителей. В результате исследовательской работы была выявлена следующая закономерность: последовательное введение нитрогрупп в изучаемую структуру увеличивает теплоты образования получаемых производных, тогда как для ацетильных групп тенденция противоположная. Оказалось, что гексанитропроизводное ТНАР по термодинамической стабильности сравнимо с гексанитробензолом, а восстановленный пропеллан НАР с шестью нитрогруппами сравним с CL-20. Поведение длины пропеллановой связи C1-C5 при последовательном замещении соединения ТНАР нитро- и ацетильными группами. Накопление ацетильных групп вызывает монотонное укорочение этой связи, вплоть до обычной длины C(sp3)-C(sp3). В случае нитрогрупп тенденция более сложная: сначала укорочение, а затем значительное удлинение, до 1.67 Å для шести нитрогрупп в 3,7,10-триоксо-2,4,6,8,9,11-гексанитро-2,4,6,8,9,11-гексааза[3.3.3]пропеллане. Гексаазапропеллан (НАР), несмотря на нежесткую структуру, имеет 22 стабильных конформера, тогда как у ТНАР их 2, и более короткие связи, что вероятно в дальнейшем позволит синтезировать его гексанитро производное.
Ключевые слова: пропеллан, азапропеллан, квантово-химические расчеты.

Контакты

Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск,
ул. Трофимова, 27, к. 404Б
Тел. +7-923-162-93-27
(ответственный секретарь -
Голых Роман Николаевич)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Свидетельство