シグマ電子の挙動と窒素、リンおよびケイ素を含む新分子材料の設計

西格玛电子行为及含氮、磷、硅新型分子材料的设计

• 批准号: 01F00272
• 负责人: 稲垣 都士
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00272/
• 关键词: 高エネルギー密度物質; グリーンケミストリー; オキサジアジリジン; ジイミドN-オキシド; ヒドロキシジイミド; ニトロソアミド; 1,2-ジヒドロキシヒドラジン; グリーンチャネル

最近、高エネルギー密度物質が、ロケット燃料、エネルギーの貯蔵、運搬などの観点から世界的な注目を集めている。一方、環境問題は人類の重要課題のひとつである。化学においては、環境に適合した化学、いわゆるグリーンケミストリーの発展が要求されている。前年度、グリーン高エネルギー密度物質という新しい概念と条件を提案した:(1)高いエネルギー密度を持ち、(2)速度論的にも安定で、(3)分解してエネルギーを放出する際、環境に無害な分子しか発生しない。そして、窒素と水、それぞれ1分子のみに分解するグリーン高エネルギー密度物質、オキサジアジリジン(エネルギー密度3009、2909cal/g)を理論設計するのに成功した。本年度の成果は以下の通りである。(あ)オキサジアジリジン異性体、trans-およびcis-ジイミドN-オキシド(HN=N(O)H),syn-およびanti-ヒドロキシジイミド(N=NHOH)、およびニトロソアミド(NH_2NO)のエネルギー密度は、それぞれ、1890cal/g,2005cal/g,1699cal/g,1712cal/gと、代表的なNH_2NH_2+O_2のエネルギー密度2203cal/gに匹敵するものであり、最近米国の研究者によって設計された2,4,6-トリニトロ-1,3,5-トリアジン(グリーンではない)のエネルギー密度1410cal/gをはるかにしのぐものであった。また、分解反応のもっとも低い活性化エネルギーが、どの異性体も25Kcal/g以上で、速度論的にも十分安定である。そして、窒素と水に分解する経路(グリーンチャネル)がもっともおこりやすい分解経路あることも、計算で確認された。従って、これらの分子も有望なグリーン高エネルギー密度物質になりうる。(い)オキサジアジリジン異性体は1分子の窒素と水を放出するが、もう1分子多くの窒素か水分子を放出するN_2H_4O_2とN_4H_2Oのグリーン高エネルギー密度物質の可能性を評価した。N_2H_4O_2では、1、2-ジヒドロキシヒドラジンHONHNHOH配座異性体が十分なエネルギー密度(およそ1900cal/g)をもち、窒素と水に分解するグリーンチャネルがもっとも恵まれているが、速度論的安定性が少々低い(活性化エネルギー19Kcal/g)ことが明らかになった。低温保存さえすれば、有望なグリーン高エネルギー密度物質になりうる。N_4H_2Oに関しては、42の異性体を計算したが、窒素と水以外に分解する、いわゆる非グリーンチャネルが優先して、グリーン高エネルギー密度物質になりうる可能性はないことが明らかになった。

Recently, high-density substances, fuels, storage, transportation, and transportation have attracted worldwide attention. On the one hand, environmental problems are important issues for mankind. The chemical environment is suitable for the development of chemical and environmental protection. In the past year, new concepts and conditions were proposed:(1) high growth density,(2) velocity theory, stability,(3) decomposition, release, and environmentally friendly molecular development. The theoretical design was successful in the following aspects: (1) the molecular weight of water,(2) the molecular weight of water,(3) the molecular weight of water,(4) the molecular weight of water,(5) the molecular weight of water, and (6) the molecular weight of water. The results of this year are as follows: (A) The density of the generation of the heteromorph, trans-, cis-, cis-, trans-, trans-The most recent Chinese researchers designed a 2,4,6-triple-digit-1,3,5-triple-digit (triple-digit-1,3,5-triple-digit-1,3,3,5-triple-digit-1,3,3,5-triple-digit-1,3,3,5-triple-digit-1,3,3,5-triple-digit-1,3,3,3,5-triple-digit-1,3,3,3,5-triple-digit-1,3,3,3,3,5-triple-digit-1,3,3,3,5-triple-digit-1,3 For example, the decomposition reaction is low in activity, the heterosexual reaction is more than 25Kcal/g, and the speed theory reaction is very stable. The solution of the problem is to determine the solution of the problem. The molecules are expected to grow in density. The possibility of high molecular density substance release from N_2H_4O_2 and N_4H_2O is evaluated. N_2H_4O_2 is a ligand with a high molecular weight (1900cal/g) and a low molecular weight (19Kcal/g). Cryopreservation is expected to increase the density of materials. N_4H_2O is related to the calculation of heteromorphs other than water, and the possibility of high density substances is also discussed.

项目成果

Yi-hong Ding: "Green High Energy Density Material, NH2H2O"Chemistry Letters. 32 3. 304-305 (2003)

丁一红：“绿色高能量密度材料NH2H2O”化学快报。