有機金属骨格が爆発物に変わった

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ビデオ: 有機合成の歴史を変えた??オレフィンメタセシス反応の解説 2023, 2月
有機金属骨格が爆発物に変わった
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Anonim
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著者によって得られた有機金属フレームワークの構造。ここでの有機配位子はテトラフルオロテレフタル酸であり、金属(左から右、上から下)はバリウム、カリウム、カルシウム/ストロンチウム、ルビジウム/セシウムです。

英国とトルコの化学者は、有機金属足場の使用に基づいて、高エネルギーまたは爆発物の合成への新しいアプローチを開発しました。その中で、彼らは酸化剤と燃料(通常は混合物として使用される)を単一の超分子構造に組み合わせて、成分の完全な混合を保証します。この作品はジャーナルChemicalCommunicationsに掲載されており、Royal ChemicalSocietyのブログで簡単に参照できます。

著者らは、酸化剤としてアルカリおよびアルカリ土類金属の硝酸塩を選択しました。これらの物質である硝酸カリウムは、伝統的に粉末混合物や他の多くの古典的な火工品組成物に使用されていました。原則として、炭素(石炭の形で)、硫黄、またはさまざまな有機物質の粉末が還元剤として機能しました。新しい作品では、有機成分は、燃料として、および酸化剤を含む分子フレームワークのエッジとして、同時に2つの役割を果たしました。

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合成スキーム、左の列の有機配位子:上から下に置換されたテレフタル酸、イソフタル酸、およびフタル酸

化学者は、有機溶媒中で置換芳香族ジカルボン酸と硝酸塩を混合することにより、新しい材料を合成しました。自己組織化プロセスは、塩基であるトリエチルアミンを加えることによって開始されました。その結果、白色の結晶性粉末が形成され、そのエネルギー特性が著者によって調査された。

さまざまな有機成分の中で、最も顕著な効果はフタル酸のフッ素化誘導体であることが判明しました。著者らはまた、材料の燃焼速度をその構造に関連付けることに成功しました。たとえば、最強のフレームワーク(テトラフルオロテレフタル酸)はあまり目立たない燃焼に対応し、フッ素化誘導体は非置換酸よりも花火での使用に適した候補でした。

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カルシウム、ストロンチウム、バリウムのテトラフルオロフタル酸(左から右)との錯体の燃焼

研究者たちは、提案されたアプローチにより、得られた材料の構造を非常に正確に制御できることを強調しています。そして、彼女は、順番に、彼らの特性のために決定的です。高エネルギー化合物の分野の専門家であるNigelDavisによると、このような有機金属足場は、グラム量でも高強度の化学反応を達成できるため、爆発物を開始する役割の候補になる可能性があります。しかし、新素材の特性はまだ十分に研究されておらず、明確にする必要があります。特に、それらの感度と摩擦に対する耐性はまだ不明です。

これは、高エネルギーの足場を合成する最初の試みではありません。 2013年、中国の科学者のグループがフレームワーク構造の銀錯体を合成しましたが、酸化成分と還元成分に明確に分離されていませんでした。さらに、化学者が使用する窒素配位子は、フタル酸誘導体とは異なり、入手が困難です。

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