【Org. Lett.】北京理工大学孙成辉/黄河：基于双吡唑[3,4-b;4',3'-e]吡嗪稠环的骨架异构策略合成高能量密度分子

北京理工大学孙成辉/黄河团队提出了一种基于双吡唑[3,4-b;4',3'-e]吡嗪N-杂稠环骨架的异构骨架设计策略，旨在解决传统高能量密度材料（HEDMs）在能量输出、热稳定性和安全性之间难以平衡的问题。该策略通过重组杂环核心的连接性，在保持骨架平面性、对称性和π共轭性的同时，引入独特的电子结构和取代拓扑，合成了两种稠环含能化合物DNDP和TNDP。实验结果表明，TNDP具有1.97 g·cm⁻³的高密度、201 °C的分解温度，以及接近CL-20且优于HMX的爆轰性能（爆速9501 m·s⁻¹，爆压41.1 GPa）。晶体学分析和理论计算揭示，高度共轭的稠环骨架有效缓解了密集硝基引入对热稳定性的不利影响。该研究证实，骨架异构设计是开发兼具高密度、高热稳定性和安全特性的中性高能量密度材料的一种有效策略。