СОЕДИНЕНИЕ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ЕГО В КАЧЕСТВЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2024 года по МПК C06B29/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области энергетических материалов, и, в частности, относится к ряду соединений, способу получения их и применению их в качестве энергетических материалов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Энергетический материал представляет собой соединение или смесь, который может быстро осуществить реакцию самоокисления-самовосстановления при стимуляции внешней энергии и быстро выделить большое количество тепла и газа для того, чтобы проникнуть в окружающую среду. Энергетический материл имеет широкое применение в военной (такой как сигнальные пули для оружия и боеприпасов, ракетное топливо и пиротехника) и в гражданской сфере (такой как фейерверки и петарды, перфорирующие пули для добычи нефти, гражданское строительство и взрывные работы в горнодобывающей промышленности), играет важную роль в продвижении национального оборонительного сооружения и развитии национальной экономики, и имеет характеристики высокой температуры, высокого давления и высокой скорости реакции и мгновенным однократным эффектом.

Энергетический материал, как специальный источник энергии, представляет собой источник питания для различных тепловых систем для запуска ракет и реактивных снарядов в военной сфере, является технической и материальной основой для национального военного вооружения и сдерживающей силы отечественных вооруженных сил и широко используется в областях инженерно-взрывных, механообрабатывающих, геологоразведочных, катапультных устройства, фейерверков и петард, подушек безопасности и т.д. в гражданской сфере. Самым ранним энергетическим материалом является Китайский черный порох, появившийся в 9 веке нашей эры, он представляет собой смесь серы, нитрата калия и порошка древесного угля и имеет плохой эффект и нестабильную работу. Элементарное вещество энергетического материала развивалось с середины 19-го века, и нитроглицерин являлся ранним известным представителем. Нобель использовал кизельгур для адсорбции нитроглицерина, чтобы изобрести динамитную взрывчатку, таким образом достигнув промышленного использования нитроглицерина. После попадания в современное общество постоянно обнаруживались и использовались энергетические материалы из элементарных веществ с более высокими характеристиками, чем нитроглицерин, такие как знаменитый тринитротолуол (TNT) и органические энергетические материалы, такие как гексоген (RDX) и октоген (HMX) с более высокими взрывоопасными характеристиками, чем TNT. В истории развития энергетического материала исследование энергетического материала элементарного вещества всегда занимало центральное место. Каждая великая инновация в области энергетического материала элементарного вещества (например, изобретение и применение таких соединений, как тротил, гексоген и октоген) вносила большие изменения в энергетический материал и даже в оружие (Agrawal, J. P. ISBN: 978-3-527-32610-5. Wiley, 2010.).

В соответствии со случаями использования и рабочими характеристиками энергетические материалы в основном можно разделить на четыре категории, а именно первичные взрывчатые вещества, высоковзрывчатые вещества (также называемые вторичными взрывчатыми веществами), ракетное топливо и пиротехника. Чтобы адаптироваться к различным случаям применения, четыре категории энергетических материалов имеют различный акцент на требованиях к характеристикам соответствующих элементарных веществ энергетических материалов.

Первичное взрывчатое вещество представляет собой вид взрывчатого вещества, которое сгорает и может быстро преобразоваться в детонацию под действием исходной внешней слабой ударной энергии (например, трения, удара, прокалывания, электрической энергии, пламени и лазера). Такой вид взрывчатого вещества обладает характеристиками высокой чувствительности, быстрого перехода от воспламенения к детонации и т. д., а волны детонации, генерируемые взрывчатым веществом, используются для детонации высоковзрывчатого вещества, поэтому взрывчатое вещество также называют исходным взрывчатым веществом, начальным зарядом или первичным взрывчатым веществом. Первичное взрывчатое вещество представляет собой исходную энергию, которая наиболее чувствительна к детонации и воспламенению и широко используется в военных и гражданских детонационных или воспламеняющих устройствах, таких как промышленные детонаторы, воспламенители детонирующих труб или воспламеняющие устройства ракет, спутников, оружия, минирования и туннелирования. Самым ранним используемым первичным взрывчатым веществом является гремучая ртуть (MF), которая была важным компонентом зарядов детонатора и ударного пороха детонирующего инициирующего взрывчатого вещества в течение более двухсот лет после открытия в 1628 году. Однако первичное взрывчатое вещество постепенно было заменено азидом свинца (LA), стифнатом свинца (LS) и тому подобным с начала 20-го века из-за его дефектов относительно плохой стабильности, высокой токсичности, высокой вероятности коррозии стволов и гильз и тому подобного, что открыло эру первичных взрывчатых веществ на основе свинца. В настоящее время LA и LS по-прежнему являются наиболее широко используемыми первичными взрывчатыми веществами. Однако с повышением осознания у людей проблем окружающей среды и увеличением внимания к загрязнению свинцом, поиск нового поколения относительно безопасных и безвредных для окружающей среды первичных взрывчатых веществ, не содержащих свинца, стал местом притяжения в области исследований современных первичных взрывчатых веществ.

Высоковзрывчатое вещество (также называемое вторичным взрывчатым веществом) имеет более высокую стабильность, чем первичное взрывчатое вещество, оно, как правило, не детонирует под воздействием тепла или удара в процессе использования, а детонирует с помощью ударных волн первичного взрывчатого вещества, вызывая детонацию, которая может генерировать более мощную разрушительную силу. Высоковзрывчатые вещества, используемые в настоящее время, в основном включают TNT, RDX, HMX и TATB (, T. M., High energy density materials, Springer, 2007). Наряду с развитием вооружения предъявляются более высокие требования к безопасности и детонационным характеристикам высоковзрывчатых веществ. TNT и TATB являются нечувствительными, но имеют низкий энергетический уровень. RDX и HMX имеют различные кристаллические формы и имеют такие недостатки, как высокая механическая чувствительность, плохие характеристики безопасности и тому подобное. Поэтому разработка высоковзрывчатого вещества с высоким уровнем энергии синтеза и хорошей стабильностью является целью, постоянно преследуемой в области энергетических материалов.

Ракетное топливо и ракетный порох принадлежат к черному пороху, оба они регулярно сжигаются для высвобождения энергии и генерирования газа для толкания ракет и ракетных снарядов (ракетное топливо) или для запуска пуль в патроннике (топливо). Такой вид пороха обычно представляет собой энергетическую смесь без металлических компонентов. Например, HMX, RDX и т.п. обычно используются в качестве важных добавок в рецептуре пороха для увеличения значения удельного импульса пороха и используются в рецептурах некоторых высокоэнергетических модифицированных двухкомпонентных порохов (Tan Huimin, the Chemistry and Technology of Solid Rocket Propellant, Beijing Institute of Technology Press, 2015). Большое количество новых современных энергетических материалов, появляющихся в настоящее время, таких как органические энергетические материалы представленных гексанитрогексаазаизовюрцитаном (CL-20) и т.п., и полностью азотными соединениями, которые все еще находятся в стадии фундаментальных исследований, обладают хорошими взрывными свойствами и удельными импульсными характеристиками, но их всегда трудно использовать в больших масштабах из-за их дефектов плохой структурной стабильности, сложного процесса синтеза, слишком высокой цены и т. д. Таким образом, разработка и синтез высокоэнергетического энергетического материала с преимуществами низкой стоимости, высокой плотностью энергии, высокой безопасностью и т.п. являются долговременным поиском в области энергетических материалов, особенно в области ракетного топлива.

Пиротехника относится к важному энергетическому материалу. Пиротехника является видом вещества, который имеет относительно низкую скорость реакции разложения (может воспламеняться или вспыхивать), такое вещество может генерировать свет, дым и шум, а также может излучать специфический спектральный цвет (Thomas M. , Chemistry of High-Energy Materials, De Gruyter, 2012) после добавления металла и соли металла и часто используется для производства фейерверков и изготовления трассирующих пуль в военной сфере. Область пиротехники пересекается с областями порохов и взрывчатых веществ, и некоторые пиротехнические средства часто могут использоваться в области взрывчатых веществ или порохов. Некоторые современные высокоэнергетические взрывчатые вещества также могут быть применены к пиротехнической формуле (Conkling, J. A. & Mocella C. J. ISBN: 978-1-4200-1809-7. CRC Press, 2010.) в условиях низкого ограничения. Самым ранним пиротехническим средством является знаменитый черный порох, который появился во времена династии Тан в конце 9 века нашей эры и готовился путем смешивания нитрата калия, серы и древесного угля. Характеристики горения и взрыва смеси черного пороха в значительной степени зависят от процесса приготовления и условий использования. Черный порох в неограниченных условиях является просто топливом, используемым алхимиками в средние века, и с улучшением процесса приготовления черный порох постепенно использовался для изготовления пиротехники и, наконец, использовался в качестве взрывчатых веществ, что открыло эру теплового оружия. В настоящее время черный порох по-прежнему является важным пиротехническим агентом для гражданского и военного использования, но он легко воспламеняется и взрывается в процессе производства смешанного вещества, что часто приводит к несчастным случаям. Поэтому разработка нового поколения пиротехники на элементарных веществах с высокой устойчивостью, простым процессом и высокой стабильностью с помощью теории стала местом притяжения в области пиротехники.

Количество вновь синтезированного энергетического материала быстро увеличивается за последние несколько десятилетий, и, в частности, развитию энергетического материала в значительной степени способствует исследование кристаллических энергетических материалов, таких как органические энергетические молекулы и их бинарные соли, все соединения азота, эвтектические соединения, металлокомплексы и молекулярные соединения перовскита.

Для энергетического материала, который использует окислительно-восстановительную реакцию в качестве основного механизма «быстрого высвобождения энергии и образования газа», кислородный баланс, плотность кристаллов и энтальпии образования являются важными физическими параметрами при разработке материала. Параметр кислородного баланса отражает степень различия между фактическим содержанием кислорода в материале и содержанием кислорода, необходимым для полного окисления углерода и водорода в материале, а при нулевом кислородном балансе углерод и водород могут быть соответственно и полностью превращается в углекислый газ и воду теоретически, а именно достигается полное сгорание, благодаря чему энергия высвобождается в максимальной степени. Плотность энергетического материала напрямую влияет на скорость детонации и давление детонации, и чем выше плотность, тем выше теоретическая скорость детонации и давление детонации. Однако кислородный баланс и плотность кристаллов часто коррелируют, и их трудно улучшить одновременно, чтобы всесторонне улучшить параметр детонации; кроме того, хотя улучшение энтальпий образования способствует повышению энергетического уровня энергетического материала, оно часто приводит к снижению термической стабильности. Следовательно, как разумно выбрать компоненты на основе принципа инженерии кристаллов, чтобы одновременно оптимизировать кислородный баланс и плотность кристаллов энергетического соединения, а также учитывать уровень энергии и термическую стабильность, является важной проблемой в процессе разработки и синтеза нового энергетического соединения.

Не содержащий металлов энергетический материал молекулярного перовскитного типа с катионами NH₄⁺ в качестве центра B, с преимуществами отсутствия металлических остатков после взрыва или разложения, высокой производительностью газа, высокой теплотой взрыва или теплотой сгорания и т.п., имеет хорошие перспективы применения в области ракетных топлив, взрывчатых веществ и т. д.

Однако в настоящее время обнаружено, что безметалловое молекулярное энергетическое соединение типа перовскита, построенное путем корректировки компонента А-участка, столкнулось с фактором, сдерживающим рост в аспектах улучшения плотности кристаллов и энтальпии образования, трудно далее добиться успеха в его энергетической характеристике. Например, для первого безметаллового молекулярного перовскита энергетического соединения (C₆H₁₄N₂)(NH₄)(ClO₄)₃ (DAP-4) и одного из его оптимизированных соединений (C₆H₁₄N₂O)(NH₄)(ClO₄)₃ (DAP-O4), полученных путем корректировки компонента А-участка, плотность кристаллов составляет соответственно 1,87 г/см³ и 1,85 г/см³, энтальпии образования соответственно -484,0 кДж/моль и -436,1 кДж/моль, теплота детонации соответственно 1,40 ккал/г и 1,48 ккал/г, скорость детонации соответственно 8,806 км/с и 8,900 км/с, давление детонации соответственно 35,2 ГПа и 35,7 ГПа. Характеристики оптимизированного соединения значительно не улучшаются по сравнению с первым безметалловым энергетическим соединением на основе молекулярного перовскита.

Катион этилендиамина (H₂EA²⁺) является положительным двухвалентным катионом, который может стабильно существовать и имеет небольшую молекулярную массу, он может образовывать стабильную соль с удвоенным эквивалентом отрицательных одновалентных окислительных анионов, и, таким образом, параметр кислородного баланса, близкий к нулю, может быть получен. Например, ранний динитрат этилендиамина, диперхлорат этилендиамина и им подобные обладают лучшими детонационными характеристиками, чем TNT, но оба имеют серьезную гигроскопичность и в дальнейшем не применяются (The Chemistry and Technology of Propellants and Explosives (Volume II), by Urbanski (Poland), translated by Niu Bingyi and Chen Shaoliang; National Defense Industry Press, 1976, pages 344 and 356). В 2008 году Zhu Shunguan и другие из Nanjing University of Science and Technology совместно кристаллизовали диперхлорат этилендиамина и диперхлорат триэтилендиамина, чтобы получить энергетическое соединение (C₆H₁₄N₂)(H₂EA)(ClO₄)₄ (названное SY, китайский патент на изобретение ZL200810025381.3), и обнаружили, что SY имеет меньшую гигроскопичность и лучшую термическую стабильность, чем чистый диперхлорат этилендиамина, и показывает хорошие характеристики в аспекте первичных взрывчатых веществ. Однако значение кристаллографической плотности (учетное значение 1,834 г/см³, реальное значение должно быть 1,867 г/см³) SY не достигает 1,9 г/см³, а кислородный баланс (-27,8%) также ниже соответствующего значения (-21,6%) широко используемых в настоящее время RDX и HMX. Кроме того, все ковалентные связи катиона этилендиамина являются одинарными, имеют значительную «гибкую» структуру и могут использоваться в качестве доноров водородных связей.

Для безметаллового молекулярного энергетического материала типа перовскита, как отрегулировать компоненты энергетического материала для дальнейшего улучшения параметров плотности кристаллов, генерации энтальпии и/или кислородного баланса, чтобы улучшить энергетические характеристики энергетического материала, является сложным вопросом, имеющим важное значение.

Китайский патент 201610665880.3 описывает энергетический материал со специфической структурой.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В некоторых вариантах осуществления предусмотрено соединение. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено кристаллическое соединение. В некоторых вариантах осуществления предлагается соединение, не содержащее металлов, такое как соединение типа перовскита, не содержащее металлов. В некоторых вариантах осуществления предлагается серебросодержащее соединение, такое как серебросодержащее соединение типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается калийсодержащее соединение, такое как калийсодержащее соединение типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается гидроксиламмоний-содержащее соединение. В некоторых вариантах осуществления предлагается гидразиний-содержащее соединение.

В некоторых вариантах осуществления предлагается энергетический материал, обладающий хорошей термической стабильностью, такой как соединение, не содержащее металлов, обладающее хорошей термической стабильностью, такой как соединение, не содержащее металлов, типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается энергетический материал, обладающий хорошими взрывчатыми свойствами, такой как соединение, не содержащее металлов, обладающее хорошими взрывчатыми свойствами, такой как соединение, не содержащее металлов типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается соединение, не содержащее металлов, с высокой плотностью энергии, такое как соединение, не содержащее металлов, с высокой плотностью энергии, такое как соединение, не содержащее металлов, типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается соединение, не содержащее металлов, имеющее высокий теоретический удельный импульс, такое как соединение, не содержащее металлов, имеющее высокий теоретический удельный импульс, такое как соединение, не содержащее металлов, типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается более чувствительное серебросодержащее соединение, такое как серебросодержащее соединение типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается серебросодержащее соединение, обладающее хорошими взрывчатыми свойствами, такое как серебросодержащее соединение типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается серебросодержащее соединение с высокой плотностью энергии, такое как серебросодержащее соединение типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается калийсодержащее соединение, имеющее характерные цвета пламени, такое как калийсодержащее соединение типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается калийсодержащее соединение, обладающее хорошими стабилизирующими свойствами, такое как калийсодержащее соединение типа перовскита. В некоторых вариантах осуществления предлагается кристаллическое соединение, сформированное на основе ионов гидроксиламмония и/или гидразиния, его твердый раствор и его применение в качестве энергетических материалов. В некоторых вариантах осуществления соединения по настоящей заявке, не содержащие металлов, подходят, по меньшей мере, в частности, в качестве ракетного топлива и динамита. В некоторых вариантах осуществления серебросодержащие соединения по настоящей заявке подходят, по крайней мере, в частности, в качестве инициирующего взрывчатого вещества. В некоторых вариантах осуществления калийсодержащие соединения по настоящей заявке подходят, по меньшей мере, в частности, в качестве пиротехники и динамита. В некоторых вариантах осуществления соединения, содержащие ионы гидроксиламмония и/или гидразиния, по настоящей заявке, обладают превосходными энергетическими свойствами и являются полезными во время использования.

В некоторых вариантах осуществления соединения по настоящей заявке имеют энергетические лиганды. Энергетические лиганды относятся к взрывоопасным группам, а общие группы с взрывчатостью включают ClO₃^-, ClO₄^-, NO₃^-, ONC^-, диазенильные группы и азидные ионные группы, например, группу ClO₄^-. Такие энергетические материалы могут использоваться в качестве взрывчатых веществ, но не ограничиваются ими. Например, его также можно использовать в качестве ракетного топлива, топливо для ракетных двигателей или генератора газа для подушек безопасности.

В некоторых вариантах осуществления соединения по настоящей заявке представляют собой соединения типа перовскита. Соединения типа перовскита представляют собой класс соединений в твердом состоянии с кристаллической структурой, подобной титанату кальция (CaTiO₃), имеющих ту же общую химическую формулу ABX₃, где A и B представляют собой катионы разного размера, а X представляет собой анион. Идеальная структура соединений типа перовскита относится к кубической кристаллической системе с высокой симметрией, а структурные особенности можно описать так: каждый катион B связан с шестью соседними анионами X, а каждый анион X связан с двумя соседними катионами B, тем самым образуя трехмерную анионную основу, состоящую из кубических клеточных единиц; катионы А затем заполняют поры кубических клеточных единиц. Где А представляет собой катион, В представляет собой катион, а Х представляет собой анион. Однако соединение типа перовскита может также иметь другие структуры, такие как гексагональная структура перовскита, и в других вариантах осуществления его структурные особенности могут быть описаны следующим образом: каждый катион B окружен шестью анионами X с образованием октаэдрического звена BX₆, катионы B связаны тремя анионами X, образуя одномерную цепочку, а катионы A заполнены цепочками. Когда соединение перовскитного типа ABX₃ включает более одного катиона А, различные катионы А могут быть распределены по А участку упорядоченным или неупорядоченным образом. Когда соединение типа перовскита ABX₃ включает более одного катиона В, различные В катионы могут быть распределены по В участку упорядоченным или неупорядоченным образом. Когда соединение типа перовскита ABX₃ включает более одного аниона X, разные анионы X могут быть распределены по X участку упорядоченным или неупорядоченным образом.

В некоторых вариантах осуществления соединения по настоящей заявке представляют собой соединения общей формулы ABX₃, состоящие из катиона А, катиона В и аниона Х. В некоторых вариантах осуществления соединения по настоящей заявке представляют собой соединения общей формулы AB'X₄, состоящие из катиона A, катиона B и аниона X. В некоторых вариантах осуществления соединения по настоящей заявке представляют собой соединения общей формулы B'₂A'X₅, состоящие из катиона A', катиона B и аниона X. В некоторых вариантах осуществления соединения ABX₃ представляют собой соединения ABX₃ типа перовскита.

В некоторых вариантах осуществления в соединениях ABX₃, соединениях AB'X₄, и/или соединениях B'₂A'X₅ по настоящей заявке:

В некоторых вариантах осуществления катион А представляет собой органический катион. В некоторых вариантах осуществления катион А представляет собой азотсодержащий гетероциклический органический катион. В некоторых вариантах осуществления катион А представляет собой двухвалентный азотсодержащий органический катион. В некоторых вариантах осуществления катион А представляет собой двухвалентный азотсодержащий гетероциклический органический катион. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран, по меньшей мере, из двухвалентного азотсодержащего пятичленного кольцевого катиона, двухвалентного азотсодержащего шестичленного кольцевого катиона и двухвалентного азотсодержащего семичленного кольцевого катиона.

В некоторых вариантах осуществления катион А может быть выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (I) и Формулы (II) и их производных, где предпочтительно n₁, n₂, n₃, n₄, и n₅, каждый может быть положительным целым числом, равным 1, 2, 3, 4 или 5, более предпочтительно 1, 2 или 3; R₁, R₂, R₃ и R₄ могут быть выбраны по крайней мере из одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитро группы; производные относятся к органической катионной части, в которой атомы водорода замещены, одновременно или нет, заместителями, и общими заместителями, включая метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, гидроксил, карбонил, карбокси, амино, галоген, меркапто, перокси, диазенил, нитро и т. д.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов формулы (I) и их производных, и

любой из n₁ и n₂ больше 2 или любой из R₁ и R₂ включает по крайней мере один атом углерода;

или

катион А выбран, по меньшей мере, из одного из ионов формулы (II) и их производных, и

любой из n₃, n₄ и n₅ больше 2, или любой из R₃ и R₄ включает по меньшей мере один атом углерода.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (I) и их производных; а любой из n₁ и n₂ больше 2, или любой из R₁ и R₂ включает по меньшей мере один атом углерода. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (II) и их производных; а любой из n₃, n₄ и n₅ больше 2, или любой из R₃ и R₄ включает по меньшей мере один атом углерода. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (I) и их производных, а любой из n₁ и n₂ больше 2; или катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (II) и их производных, а любой из n₃, n₄ и n₅ больше 2. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (I) и их производные, а любой из R₁ и R₂ включает по меньшей мере один атом углерода; или катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (II) и их производных, а любой из R₃ и R₄ включает по меньшей мере один атом углерода.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (I) и их производных, а любой из R₁ и R₂ представляет собой метил; или катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (II) и их производных, а любой из R₃ и R₄ представляет собой метил.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран, по крайней мере, из одного из ионов Формулы (I) и их производных, а любой из n₁ и n₂ равен 2. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран, по крайней мере, из одного из ионов формулы (I) и ее производных, и оба n₁ и n₂ равны 2. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (I) и ее производных, а n₁ равно 2, n₂ больше, чем или равно 2. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (I) и их производных, а любой из n₁ и n₂ равен 3. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (II) и их производных, а любой из n₃, n₄ и n₅ равен 2. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (II) и их производных, а n₃, n₄ и n₅ равны 2.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из любого из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум (Формула (III)), 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум (Формула (IV)), 1,4-дигидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум (Формула (V)), пиразин-1,4 -дииум (Формула (VI)), пиперазин-1,4-дииум (Формула (VII)), 1-метилпиперазин-1,4-дииум (Формула (VIII)), 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум (Формула (IX)), и 1,4-диазепан-1,4-дииум (Формула (X)), и их производные.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииум, 1-метилпиперазин-1,4-дииум, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум и 1,4-диазепан-1,4-дииум и их производных.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииум, 1,4-диазепан-1,4-дииум и их производных.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииум, 1-метилпиперазин-1,4-дииум, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, и 1,4-диазепан-1,4-дииум и их производных.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииум, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, 1-метил- 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум и 1,4-диазепан-1,4-дииум и их производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииум, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум и 1,4-диазепан-1,4-дииум и их производных.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииум, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум и 1,4-диазепан-1,4-дииум и их производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииум и 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум и их производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииум и 1,4-диазепан-1,4-дииум и их производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум и 1,4-диазепан-1,4-дииум, и их производных.

В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум и его производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум и его производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-дигидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум и его производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из пиразин-1,4-дииум и его производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного пиперазин-1,4-дииум и его производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииум и его производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум и его производных. В некоторых вариантах осуществления катион А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазепан-1,4-дииум и его производных.

В некоторых вариантах осуществления катион B и/или катион A' представляет собой одновалентный катион.

В некоторых вариантах осуществления катион В выбран из по меньшей мере одного из иона натрия, иона калия, иона рубидия, иона цезия, иона серебра, иона аммония, иона гидроксиламмония и иона гидразиния. В некоторых вариантах осуществления катион В выбран из по меньшей мере одного из иона натрия, иона калия, иона рубидия, иона цезия, иона серебра и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления катион В выбран из по меньшей мере одного из ионов калия, ионов серебра и ионов аммония. В некоторых вариантах осуществления катион В выбран из по меньшей мере одного из иона калия и иона серебра. В некоторых вариантах осуществления катион В выбран из по меньшей мере одного из ионов серебра и ионов аммония. В некоторых вариантах осуществления катион В выбран из по меньшей мере одного из иона калия и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления катион B представляет собой ион натрия. В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой ион калия. В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой ион рубидия. В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой ион цезия. В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой ион серебра. В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой ион аммония. В некоторых вариантах осуществления катион B выбран из по меньшей мере одного из иона гидроксиламмония и иона гидразиния. В некоторых вариантах осуществления катион B представляет собой ион гидроксиламмония. В некоторых вариантах осуществления катион А представляет собой ион гидразиния.

В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой по меньшей мере один из следующего: ион щелочного металла и одновалентный азотсодержащий катион. В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой по меньшей мере один из иона щелочного металла и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой одновалентный азотсодержащий катион. В некоторых вариантах осуществления катион В имеет общую формулу NR₃R₄R₅R₆⁺, где R₃, R₄, R₅, R₆ могут быть выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, сульфгидрила, перокси, диазенила и нитро групп.

В некоторых вариантах осуществления катион A' выбран из по меньшей мере одного из иона натрия, иона калия, иона рубидия, иона цезия, иона серебра, иона аммония, иона гидроксиламмония и иона гидразиния. В некоторых вариантах осуществления катион A' выбран из по меньшей мере одного из иона натрия, иона калия, иона рубидия, иона цезия, иона серебра и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления катион A' выбран из по меньшей мере одного из ионов калия, ионов серебра и ионов аммония. В некоторых вариантах осуществления катион A' выбран из по меньшей мере одного из иона калия и иона серебра. В некоторых вариантах осуществления катион A' выбран из по меньшей мере одного из ионов серебра и ионов аммония. В некоторых вариантах осуществления катион A' выбран из по меньшей мере одного из иона калия и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой ион натрия. В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой ион калия. В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой ион рубидия. В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой ион цезия. В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой ион серебра. В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой ион аммония. В некоторых вариантах осуществления катион A' выбран из по меньшей мере одного из иона гидроксиламмония и иона гидразиния. В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой ион гидроксиламмония. В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой ион гидразиния.

В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой по меньшей мере один из следующих: ион щелочного металла и одновалентный азотсодержащий катион. В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой по меньшей мере один из ионов щелочного металла и ионов аммония. В некоторых вариантах осуществления катион A' представляет собой двухвалентный азотсодержащий органический катион. В некоторых вариантах осуществления катион A' имеет общую формулу NR₃R₄R₅R₆⁺, где R₃, R₄, R₅, R₆ могут быть выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, сульфгидрила, перокси, диазенила и нитро групп.

В некоторых вариантах осуществления катион B' представляет собой алифатический диаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион B' представляет собой насыщенный алифатический диаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион B' представляет собой алкилдиаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион B' представляет собой линейный алкилдиаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион B' имеет общую формулу R₇R₈R₉N⁺-(C_n3H_2n3)-N⁺R₁₀R₁₁R₁₂, где n₃ может представлять собой положительное целое число, предпочтительно 1, 2, 3, 4 или 5, более предпочтительно 1, 2 или 3, более предпочтительно 2, а R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂ могут быть выбраны, по меньшей мере, из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила и трет-бутила. В некоторых вариантах осуществления один, два, три, четыре, пять или все R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂ в катионе B' представляют собой водород. В некоторых вариантах осуществления в катионе B' _n3 равно 1. В некоторых вариантах осуществления в катионе B' _n3 равно 2. В некоторых вариантах осуществления в катионе B' _n3 равно 3. В некоторых вариантах осуществления катион B' включает этилендиамин катион. В некоторых вариантах осуществления катион B' представляет собой этилендиаммоний катион.

В некоторых вариантах осуществления катион В выбран из иона калия, а катион А выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления катион В выбран из иона калия, а катион А выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума и его производных.

В некоторых вариантах осуществления катион B выбран из иона серебра, а катион A выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производные. В некоторых вариантах осуществления катион В выбран из иона серебра, а катион А выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления катион B выбран из иона серебра, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

В некоторых вариантах осуществления катион B выбран из иона аммония, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления катион B выбран из иона аммония, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления катион B выбран из иона аммония, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления катион B выбран из иона аммония, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

В некоторых вариантах осуществления соединение имеет общую формулу AB'X₄, катион A выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и его производных, а катион B' представляет собой этилендиаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион A выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума, а катион B' представляет собой этилендиаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой по меньшей мере один из пиперазин-1,4-дииума и 1-метилпиперазин-1,4-дииума, а катион B' представляет собой этилендиаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой по меньшей мере один из пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума, а катион B' представляет собой этилендиаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой по меньшей мере один из 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума, а катион B' представляет собой этилендиаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой пиперазин-1,4-дииум, а катион B' представляет собой этилендиаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой 1-метилпиперазин-1,4-дииум, а катион B' представляет собой этилендиаммоний катион. В некоторых вариантах осуществления катион А представляет собой 1,4-диазепан-1,4-дииум, а катион B' представляет собой этилендиаммоний катион.

В некоторых вариантах осуществления соединение имеет формулу B'₂A'X₅, катион A' представляет собой ион аммония, а катион B' представляет собой этилендиамин катион.

В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой анионный энергетический лиганд. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой одновалентный анион.

В некоторых вариантах осуществления анион X выбран из по меньшей мере одного из хлорат иона, бромат иона, иодат иона, перхлорат иона, пербромат иона, периодат иона, нитрат иона, фульминат иона, диазенильной группы и азид иона. В некоторых вариантах осуществления анион X выбран из по меньшей мере одного из хлорат иона, перхлорат иона, нитрат иона, фульминат иона, диазенильной группы и азид иона.

В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой галогенсодержащий одновалентный анион. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой галогенсодержащий анион одновалентной оксикислоты. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой по меньшей мере один из галогенат иона и пергалогенат иона. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой по меньшей мере один из пергалогенат иона и нитрат иона. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой пергалогенат ион. В некоторых вариантах осуществления анион X выбран из по меньшей мере одного из хлората, бромата, иодата, перхлората, пербромата, периодата и нитрата. В некоторых вариантах осуществления анион X выбран из по меньшей мере одного из хлорат иона, бромат иона, иодат иона, перхлорат иона, пербромат иона и периодат иона. В некоторых вариантах осуществления анион X выбран из, по меньшей мере, одного из перхлората, пербромата и периодата. В некоторых вариантах осуществления анион X выбран из, по меньшей мере, одного из перхлорат иона и пербромат иона. В некоторых вариантах осуществления анион X выбран из по меньшей мере одного из перхлорат иона и периодат иона. В некоторых вариантах осуществления анион X выбран из по меньшей мере одного из пербромат иона и периодат иона. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой ион пербромата. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой периодат ион.

В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион калия, а катион A представляет собой пиперазин-1,4-дииум и 1,4-диазепан-1,4-дииум. В некоторых тестовых примерах этих примеров, соединение имеет преимущества при применении в качестве динамита или пиротехники, соединение имеет реакцию пурпурного пламени; когда катионом А является ион 1,4-дигидропиперазин аммония, плотность PAP-2 доходит до 2,02 г/см³, плотность энергии составляет 3,04 ккал/см³, скорость детонации доходит до 8,78 км/с, давление детонации доходит до 36,6 ГПа; когда катионом А является 1,4-диазепан-1,4-дииум, плотность PAP-H2 доходит до 1,96 г/см³, плотность энергии составляет 2,49 ккал/см³, скорость детонации доходит до 8,17 км/с , а давление детонации до 31,1 ГПа.

В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион калия, а катион A представляет собой пиперазин-1,4-дииум.

В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4 -диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума. В некоторых тестовых примерах этих примеров, соединения имеют преимущества при применении в качестве динамитов или первичных взрывчатых веществ, энергетические соединения по настоящему изобретению имеют более высокую плотность кристаллов, плотность кристаллов находится в диапазоне 2,35-2,50 г/см³, а теоретическая теплота детонации может достигать 1,14-1,29 ккал/г; в соответствии с формулой Камлета-Якоба теоретическая скорость детонации может быть до 8,54-8,96 км/с, а теоретическое давление детонации до 38,0-42,4 ГПа. Температуры термического разложения соединений составляют более 308,3-341,6°С. Ударочувствительность и чувствительность к трению соединения более чувствительны; когда катион А представляет собой пиперазин-1,4-дииум плотность PAP-5 доходит до 2,50 г/см³, плотность энергии доходит до 2,91 ккал/см³, теоретическая скорость детонации доходит до 8,96 км/с, теоретическое давление детонации доходит до 42,4 ГПа; когда катион А представляет собой 1-метилпиперазин-1,4-дииум плотность PAP-M5 доходит до 2,35 г/см³, плотность энергии доходит до 3,05 ккал/см³, теоретическая скорость детонации до 8,73 км/с , теоретическое давление детонации доходит до 39,2 ГПа; где катион А представляет собой 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, ударочувствительность ДАП-5 составляет 3 Дж, а чувствительность к трению ≤ 5 Н.

В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1, 4-диазепан-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1, 4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1,4-дииума, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбирают из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-диииума, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбирают из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбирают из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума и 1-метилпиперазин-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбирают по меньшей мере из одного из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1, 4-диазепан-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион серебра, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазабицикло[2.2.2] октан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион аммония, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума. Среди тестовых примеров этих примеров, соединения имеют преимущества применения в качестве динамитов или твердого ракетного топлива, энергетические соединения настоящего изобретения имеют высокую плотность энергии, теоретическую теплоту детонации до 1,19-1,48 ккал/г и плотность кристаллов в пределах 1,74-1,85 г/см³; в соответствии с формулой Камлета-Якоба теоретическая скорость детонации может быть до 8,08-8,90 км/с, а теоретическое давление детонации до 28,8-35,7 ГПа. Термическая стабильность хорошая, температура разложения составляет более 288,2-364,0°C. Существует более высокий теоретический удельный импульс, энтальпии образования соединений были выведены в соответствии с DFT и расчетной реакцией взрывного разложения, а теоретический удельный импульс, рассчитанный по EXPLO5, может составлять до 225. 3-264. 2 с. Когда катион A представляет собой ион 1-гидрокси-4-гидро-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-аммония, теоретическая теплота детонации соединения DAP-O4 составляет до 1,48 ккал/г, а соответствующая плотность энергии составляет до 2,74 ккал/см³. Когда катион А представляет собой ион 1,4-дигидропиперазин аммония, теоретический удельный импульс соединения PAP-4 составляет до 264,2 с.

В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион аммония, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион аммония, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума. В некоторых вариантах осуществления анион X представляет собой перхлорат ион, катион B представляет собой ион аммония, а катион A выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления А выбран из по меньшей мере одного из 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и его производных; B выбран из по меньшей мере одного из иона натрия, иона калия, иона рубидия, иона цезия, иона серебра и иона аммония. X выбран из по меньшей мере одного из хлорат иона, бромат иона, иодат иона, перхлорат иона, пербромат иона и периодат иона. В некоторых вариантах осуществления А выбран из по меньшей мере одного из 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и его производных; В выбран из по меньшей мере одного из иона калия, иона рубидия, иона серебра и иона аммония. X выбран из по меньшей мере одного из хлорат иона, бромат иона, иодат иона, перхлорат иона, пербромат иона и периодат иона. В некоторых вариантах осуществления А выбран из по меньшей мере одного из 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и его производных; В выбран из по меньшей мере одного из иона калия, иона рубидия, иона серебра и иона аммония. X выбран из хлорат иона.

В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, катион B выбран из, по меньшей мере, одного из иона гидроксиламмония и иона гидразиния, а анион X выбран из перхлорат иона. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, катион B представляет собой ион гидразиния, а анион X выбирают из перхлорат иона. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, катион B представляет собой ион гидроксиламмония, а анион X выбирают из перхлорат иона. В некоторых тестовых примерах этих примеров, ион гидроксиламмония и ион гидразиния имеют более высокие энтальпии образования и, как ожидается, будут образовывать большее взаимодействие водородных связей в кристалле или, будут способствовать более сильной силе связи для увеличения как энтальпии образования, так и плотности кристалла соединения. В некоторых тестовых образцах этих примеров теоретическая теплота детонации составляет до 1,52, 1,43 ккал/г, плотности при комнатной температуре до 1,90, 1,87 г/см³ соответственно и соответствующие объемные плотности энергии до 2,89, 2,67 ккал/см³ соответственно; в соответствии с формулой Камлета-Якоба теоретические скорости детонации составляют до 9,12 км/с и 8,88 км/с, а теоретические давления детонации до 38,1 ГПа и 35,8 ГПа. Пиковая температура разложения составляет 246,1°С и 376,1°С, теоретический удельный импульс 265,3 с и 256,9 с.

В некоторых вариантах осуществления соединение имеет общую формулу AB'X₄, катион A выбран по меньшей мере из одного из пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и его производных, катион B' представляет собой этилендиаммоний катион, а анион X представляет собой перхлорат ион. В некоторых вариантах осуществления катион A выбран по меньшей мере из одного из пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума, катион B' представляет собой этилендиаммоний катион, а анион X представляет собой перхлорат ион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой по меньшей мере один из пиперазин-1,4-дииума и 1-метилпиперазин-1,4-дииума, катион B' представляет собой этилендиаммоний катион, а анион X представляет собой перхлорат ион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой по меньшей мере один из пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума, катион B' представляет собой этилендиаммоний катион, а анион X представляет собой перхлорат ион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой по меньшей мере один из 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума, катион B' представляет собой катион этилендиаммония, а анион X представляет собой перхлорат ион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой пиперазин-1,4-дииума, катион B' представляет собой этилендиаминий катион, а анион X представляет собой перхлорат ион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой 1-метилпиперазин-1,4-дииума, катион B' представляет собой этилендиаммоний катион, а анион X представляет собой перхлорат ион. В некоторых вариантах осуществления катион A представляет собой 1,4-диазепан-1,4-дииума, катион B' представляет собой этилендиаммоний катион, а анион X представляет собой перхлорат ион. В некоторых вариантах осуществления соединение имеет общую формулу B'₂A'X₅, катион A' представляет собой ион аммония, катион B' представляет собой этилендиаминий катион, а анион X представляет собой перхлорат ион. В некоторых тестовых образцах этих примеров теоретическая теплота детонации и объемная плотность энергии высоки, кислородный баланс высок, значение кристаллографической плотности высокое, характеристики детонации превосходны, он чувствителен к трению, но нечувствителен к удару, показатели безопасности хорошие, влагопоглощение небольшое, термостабильность хорошая, можно долго хранить без разложения; кристалличность при комнатной температуре единичная, сырье дешевое и легкодоступное, производственный процесс прост и может быть безопасно приготовлен в больших количествах. В частности, в некоторых тестовых образцах этих примеров теоретическая теплота детонации доходит до 1,40 ккал/г, плотность кристаллов при комнатной температуре доходит до 1,91 г/см³, значение параметра кислородного баланса доходит до 6,25%; в соответствии с формулой Камлета-Якоба теоретическая скорость детонации составляет до 9,09 км/с. Теоретическое давление разрыва составляет до 37,6 ГПа. Пиковая температура разложения до 376,0°С, удельный импульс до 264,2 с. Более чувствителен к трению, но менее чувствителен к удару, чувствительность к трению (FS) составляет между 9 Н и 36 Н, а чувствительность к удару (IS) между 9 Дж и 20 Дж.

В некоторых вариантах осуществления соединения по настоящей заявке включают необязательно один, два или более катиона А, описанных выше, или необязательно один, два или более катиона A', описанных выше, необязательно один, два или более катиона В, описанных выше или необязательно один, два или более катионов B', описанных выше, и/или необязательно один, два или более анионов X, описанных выше.

В некоторых вариантах осуществления в соединении ABX₃ сумма валентности катиона А и валентности катиона В в три раза превышает валентность аниона Х. В некоторых вариантах осуществления сумма валентности катиона A и валентности катиона B' в соединении AB'X₄ в четыре раза превышает валентность аниона X. В некоторых вариантах осуществления в соединении B'₂A'X₅, сумма валентности катиона A' и удвоенной валентности катиона B' в пять раз превышает валентность аниона X.

В некоторых вариантах осуществления соединение по настоящей заявке представляет собой соединение ABX₃, соединение AB'X₄, или соединение B'₂A'X₅, состоящее из катиона A или катиона A', катиона B или катиона B' и аниона X, где катион A представляет собой азотсодержащий органический катион, катион B и катион A' представляют собой катион, катион B' представляет собой насыщенный алифатический катион диаммония, а анион X представляет собой анионный энергетический лиганд.

В некоторых вариантах осуществления соединение по настоящей заявке представляет собой соединение ABX₃, состоящее из катиона А, катиона В и аниона Х, где катион А представляет собой азотсодержащий органический катион, катион В представляет собой катион, а анион Х представляет собой анионный энергетический лиганд; или представляет собой соединение AB'X₄, состоящее из катиона A, катиона B' и аниона X, или представляет собой соединение B'₂A'X₅, состоящее из катиона A', катиона B' и аниона X, где катион A представляет собой двухвалентный азотсодержащий моноциклический гетероциклический катион, катион A' представляет собой по крайней мере один из ионов щелочного металла и одновалентного азотсодержащего катиона, катион B' представляет собой насыщенный алифатический катион диаммония, а анион X представляет собой анионный энергетический лиганд.

По меньшей мере в некоторых примерах настоящей заявки соединения настоящей заявки, такие как соединение ABX₃, соединение AB'X₄ или соединение B'₂A'X₅, могут быть получены путем взаимодействия соответствующего компонента A или компонента A', компонент В или компонент B' и компонент Х в любом порядке в жидкой реакционной системе; жидкая реакционная система предпочтительно представляет собой полярный растворитель, который может растворять компонент А или компонент A', компонент В или компонент B' и компонент X. Или полученный путем обращения к известным методам синтеза. Температура реакции конкретно не ограничена и может регулироваться в широком диапазоне, например, от 0 до 100°С.

В некоторых вариантах осуществления способ получения соединения может включать следующие стадии:

1) смешивание компонента А или компонента A', компонента В или компонента B' и компонента Х в любом порядке в жидкой реакционной системе; а также

2) получение твердого продукта изготовленного в жидкой реакционной системе; где предпочтительна дополнительная очистка.

Жидкая реакционная система предпочтительно представляет собой полярный растворитель, который может растворять компонент А или компонент A', компонент В или компонент B' и компонент X. Или полученный с использованием известных способов синтеза. Температура реакции может находиться в диапазоне, например, от 0°С до 100°С, например, может быть комнатной температуры или 25°C, т.е. может варьироваться от 15°C до 40°C или от 20°C до 30°C и т.д.

В некоторых вариантах осуществления компонент А или компонент A', компонент В или компонент B' и компонент Х можно смешивать путем тщательного перемешивания в жидкой реакционной системе. В некоторых вариантах осуществления очистку проводят фильтрованием твердого продукта, полученного в жидкой реакционной системе, и промывкой остатка на фильтре этанолом или подобным органическим растворителем и сушкой под вакуумом.

В некоторых вариантах осуществления способ получения соединения может включать следующие стадии:

1) синтез раствора компонента А или компонента A', т.е. раствора, содержащего катион А или катион A' в синтезируемом соединении;

2) смешивание раствора компонента А или компонента A', компонента В или компонента B', и компонента Х в любом порядке в жидкой реакционной системе; а также

3) взятие твердого продукта, полученного в жидкой реакционной системе, и его очистку.

В некоторых вариантах осуществления способ получения соединения может включать следующие стадии:

1) синтез раствора компонента В или компонента B', т.е. раствора, содержащего катион В или катион В в синтезируемом соединении;

2) смешивание раствора компонента А или компонента A', компонента В или компонента B', и компонента Х в любом порядке в жидкой реакционной системе; а также

3) взятие твердого продукта, полученного в жидкой реакционной системе, и его очистку.

В некоторых вариантах осуществления способ получения соединения может включать следующие стадии:

1) синтез раствора компонента А или компонента A', т.е. раствора, содержащего катион А или катион А' в синтезируемом соединении;

2) синтез раствора компонента В или компонента B', т.е. раствора, содержащего катион В или катион В в синтезируемом соединении;

3) смешивание раствора компонента А или компонента A', компонента В или компонента B' и компонента Х в любом порядке в жидкой реакционной системе; а также

4) взятие твердого продукта, полученного в жидкой реакционной системе, и его очистку.

В некоторых вариантах реализации компонент A или компонент A' и компонент B или компонент B' представляют собой твердые вещества, растворенные в полярном растворителе, и способ получения соединения может включать следующие стадии:

1) растворение компонента А или компонента A' и компонента В или компонента B' по отдельности или вместе с полярным растворителем с получением раствора компонента А или компонента A' и раствора компонента В или компонента B';

2) смешивание раствора компонента А или компонента A', раствора компонента В или компонента В' и компонента Х в любом порядке; а также

3) взятие твердого продукта, полученного в жидкой реакционной системе, и его очистку.

В некоторых вариантах осуществления способ получения соединения может включать следующие стадии:

1) добавление компонента А или компонента A' в полярный растворитель, затем добавление компонента Х и перемешивание до однородности с получением раствора компонента А или компонента A' и компонента Х;

2) растворение компонента В или компонента B' в полярном растворителе с получением раствора компонента В или компонента B'; а также

3) смешивание раствора компонента А или компонента A' и компонента Х и раствора компонента В или компонента B', их тщательное перемешивание, фильтрование, промывание остатка на фильтре этанолом и сушка под вакуумом с получением соединения в виде белого порошка.

В некоторых вариантах осуществления компонент А, компонент A', компонент В и/или компонент B' представляет собой соль, которая включает катион А, катион A', катион В и/или катион B' в синтезируемом соединении или растворе, содержащем катион А в синтезируемом соединении, или компонент А, компонент A', компонент В и/или компонент В' представляет собой депротонированный продукт катиона А, катиона A', катиона B и/или катиона B', т.е. протонированный продукт компонента A, компонента A', компонента B и/или компонента B' представляет собой катион A, катион A', катион B и/или катион B'.

В некоторых вариантах осуществления компонент А представляет собой азотсодержащее гетероциклическое соединение. В некоторых вариантах осуществления компонент А представляет собой двухвалентное азотсодержащее органическое соединение или его соль. В некоторых вариантах осуществления компонент А представляет собой двухвалентное азотсодержащее гетероциклическое соединение или его соль. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из, по меньшей мере, двухвалентного азотсодержащего пятичленного кольца, двухвалентного азотсодержащего шестичленного кольца и двухвалентного азотсодержащего семичленного кольца или их солей, включая их ониевые соли.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI), соединений формулы (XII), солей ионов формулы (I), включая их ониевые соли, и солей ионов формулы (II) включая их ониевые соли и их производные, где n₁, n₂, n₃, n₄, и n₅ каждый может представлять собой положительное целое число предпочтительно 1, 2, 3, 4 или 5, более предпочтительно 1, 2 или 3, R₁, R₂, R₃, и R₄ могут быть выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитро групп, производные относятся к органической катионной части, в которой атомы водорода замещены, одновременно или нет, заместителями, а общие заместители включают метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, гидроксил, карбонил, карбоксил, амино, галоген, меркапто, перокси, диазенил, нитро и т. д.

В некоторых вариантах осуществления

компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI) и солей формулы (I), включая их ониевые соли и их производные, и

любой из n₁ и n₂ больше 2 или любой из R₁ и R₂ включает по крайней мере один атом углерода;

или

компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XII) и солей формулы (I), включая их ониевые соли и их производные, и

любой из n₃, n₄, и n₅ больше 2, или любой из R₃ и R₄ включает по меньшей мере один атом углерода.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI) и солей ионов формулы (I), включая их ониевые соли и их производные, и любое из n₁ и n₂ больше 2, или любой из R₁ и R₂ включает по меньшей мере один атом углерода. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XII) и солей ионов формулы (II), включая их ониевые соли и их производные, и любой из n₃, n₄, и n₅ больше чем 2, или любой из R₃ и R₄ включает по меньшей мере один атом углерода. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI) и солей ионов формулы (I), включая их ониевые соли и их производные, и любое из n₁ и n₂ больше чем 2; или компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XII) и солей ионов формулы (II), включая их ониевые соли и их производные, и любое из n₃, n₄, и n₅ больше чем 2. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI) и солей ионов формулы (I), включая их ониевые соли и их производные, и любой из R1 и R2 включает по меньшей мере один атом углерода; или компонент А выбран по меньшей мере из одного из соединений формулы (XII) и солей ионов формулы (II), включая их ониевые соли и их производные, и любой из R3 и R4 включает по меньшей мере один атом углерода. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран по меньшей мере из одного из соединений формулы (XI) и солей ионов формулы (I), включая их ониевые соли и их производные, и любой из R₁ и R₂ представляет собой метил; или компонент А выбран по меньшей мере из одного из соединений формулы (XII) и солей ионов формулы (II), включая их ониевые соли и их производные, и любой из R₃ и R₄ представляет собой метил.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI) и солей ионов формулы (I), включая их ониевые соли и их производные, и любой из n₁ и n₂ равен 2. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI) и солей ионов формулы (I), включая их ониевые соли и их производные, и n₁ и n₂ оба равны 2. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI) и солей ионов формулы (I), включая их ониевые соли и их производные, и n₁ равно 2, n₂ больше или равно 2. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из соединений формулы (XI) или солей ионов формулы (I), включая их ониевые соли или их производные, и n₁ равно 2, n₂ больше 2. В некоторых вариантах осуществления компонент A компонент выбирают из, по меньшей мере, одного из соединений формулы (XI), и соли ионов формулы (I), включая их ониевые соли и их производные, и любой из n₁ и n₂ равен 3. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XII) и солей ионов формулы (II), включая их ониевые соли и их производные, и любой из n₃, n₄, и n₅ равен 2. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI) и солей ионов формулы (II), включая их ониевые соли и их производные, и n₃, n₄, и n₅ и тот и другой равны 2.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, продукта реакции 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана с перекисью водорода, пиразина, пиперазина, 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, 1,4-дигидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, пиразин-1,4-дииума, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1 -метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, продукта реакции 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана с перекисью водорода, и 1,4-диазепана, и их производных.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, 1,4-диазепана, пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, 1,4-диазепана, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из, по меньшей мере, одного из продуктов реакции 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана и перекиси водорода, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из, по меньшей мере, одного из продуктов реакции 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана и перекиси водорода, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазепана, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октана и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-дигидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октана и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного пиразина и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазепана и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-дигидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере из одного из пиразин-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазин-1,4-дииума и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазепан-1,4-дииума и его производных.

В некоторых вариантах осуществления компонент B или A' выбран из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов, включающих катион B или A' в синтезируемом соединении, и/или компонент B или A' образует катион B или A' при растворении в жидкой реакционной системе. В некоторых вариантах осуществления компонент B или A' выбирают из основания, включающего катион B или A' в синтезируемом соединении. В некоторых вариантах осуществления компонент B или A' выбран из по меньшей мере из одной из солей и гидроксидов, включающих одновалентный катион.

В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов иона калия, иона серебра и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов иона калия и иона серебра. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов иона серебра и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов иона калия и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей калия, гидроксида калия, солей аммония, аммиака и солей серебра. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей и гидроксидов щелочных металлов, солей одновалентных азотсодержащих катионов и одновалентных азотсодержащих оснований. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей и гидроксидов щелочных металлов, солей аммония и аммиака. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей калия, гидроксида калия, солей аммония, аммиака и солей серебра. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей калия, гидроксида калия, солей аммония и аммиака. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей аммония, аммиака и солей серебра. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей калия, гидроксида калия и солей серебра. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей аммония и аммиака. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей натрия и гидроксида натрия. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей калия и гидроксида калия. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей рубидия и гидроксида рубидия. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей цезия и гидроксида цезия. Аммиак может быть выбран из по меньшей мере из одного из аммиачного газа, аммиачной воды и растворенного аммиака в других растворителях. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой соль серебра.

В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одно из гидроксиламина, солей, содержащих ионы гидроксиламмония, оснований, содержащих ионы гидроксиламмония, гидразина, солей, содержащих ионы, и оснований, содержащих ионы. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере один из гидроксиламина, солей гидроксиламмония, гидразина, солей гидразиния. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей гидроксиламина и гидроксиламмония. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей гидразина и гидразиния. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой гидроксиламин. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой гидразин.

В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из одновалентных азотсодержащих катионных солей и одновалентных азотсодержащих оснований. В некоторых вариантах осуществления компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей, оснований и гидроксидов катионов общей формулы NR₃R₄R₅R₆⁺, где R₃, R₄, R₅, R₆ могут быть выбраны из по меньшей мере одного из атомов водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитро групп; или соединение общей формулы NR₃R₄R₅.

В некоторых вариантах осуществления компонент A' выбран из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов иона калия, иона серебра и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления компонент A' выбран из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов иона калия и иона серебра. В некоторых вариантах осуществления компонент A' выбран из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов иона серебра и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления компонент A' выбран из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов иона калия и иона аммония. В некоторых вариантах осуществления компонент A' выбран из по меньшей мере одной из солей калия, гидроксида калия, солей аммония, аммиака и солей серебра. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из солей и гидроксидов щелочных металлов или по меньшей мере одну из солей одновалентных азотсодержащих катионов и одновалентных азотсодержащих оснований. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из солей и гидроксидов щелочных металлов, солей аммония и аммиака. В некоторых вариантах осуществления компонент A' выбран из по меньшей мере одной из солей калия, гидроксида калия, солей аммония, аммиака и солей серебра. В некоторых вариантах осуществления компонент A' выбран из по меньшей мере одной из солей калия, гидроксида калия, солей аммония и аммиака. В некоторых вариантах осуществления компонент A' выбран из по меньшей мере одной из солей аммония, аммиака и солей серебра. В некоторых вариантах осуществления компонент A' выбран из по меньшей мере одной из солей калия, гидроксида калия и солей серебра. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из солей аммония и аммиака. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из солей натрия и гидроксида натрия. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из солей калия и гидроксида калия. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из солей рубидия и гидроксида рубидия. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из солей цезия и гидроксида цезия. Аммиак может быть выбран по меньшей мере из одного из аммиачного газа, аммиачной воды и аммиака, растворенного в других растворителях. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой соль серебра.

В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одно из гидроксиламина, солей, содержащих ионы гидроксиламмония, оснований, содержащих ионы гидроксиламмония, гидразина, солей, содержащих ионы, и оснований, содержащих ионы. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере один из гидроксиламина, солей гидроксиламмония, гидразина, солей гидразиния. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из солей гидроксиламина и гидроксиламмония. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из солей гидразина и гидразиния. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой гидроксиламин. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой гидразин.

В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из одновалентных азотсодержащих катионных солей и одновалентных азотсодержащих оснований. В некоторых вариантах осуществления компонент A' представляет собой по меньшей мере одну из солей, оснований и гидроксидов катионов общей формулы NR₃R₄R₅R₆⁺, где R₃, R₄, R₅, R₆ могут быть выбраны по меньшей мере из одного из водорода, метила, этила, группы пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитро групп; или соединение общей формулы NR₃R₄R₅.

В некоторых вариантах осуществления компонент B' выбран из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов, включающих катион B' в синтезируемом соединении, и/или компонент B' образует катион B' при растворении в жидкой реакционной системе. В некоторых вариантах осуществления компонент B' выбирают из основания, включающего катион B' в синтезируемом соединении.

В некоторых вариантах осуществления компонент B' представляет собой по меньшей мере одну из солей алифатического диамина и алифатического диаммония. В некоторых вариантах осуществления компонент B' представляет собой по меньшей мере одну из солей насыщенного алифатического диамина и насыщенного алифатического диаммония. В некоторых вариантах осуществления компонент B' представляет собой по меньшей мере одну из солей алкилдиамина и алкилдиаммония. В некоторых вариантах осуществления компонент B' представляет собой по меньшей мере одну из солей линейного алкилдиаммония и линейного алкилдиамина. В некоторых вариантах осуществления компонент B' представляет собой по меньшей мере одну из солей и гидроксидов ионов общей формулы R₇R₈R₉N⁺-(C_n3H_2n3)-N⁺R₁₀R₁₁R₁₂, где n₃ может представлять собой положительное целое число, предпочтительно 1, 2, 3, 4 или 5, более предпочтительно 1, 2 или 3, более предпочтительно 2, и R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂ могут быть выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила и трет-бутила. В некоторых вариантах осуществления компонент B' представляет собой амины общей формулы R₇R₈N-(C_n3H_2n3)-NR₁₀R₁₁, где n₃ может представлять собой положительное целое число, предпочтительно 1, 2, 3, 4 или 5, более предпочтительно 1, 2 или 3, более предпочтительно 2, и R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂ могут быть выбраны из по крайней мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила и трет-бутила. В некоторых вариантах осуществления один, два, три, четыре, пять или все R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂ в компоненте B' представляют собой водород. В некоторых вариантах реализации в компоненте B' n₃ равно 1. В некоторых вариантах реализации в компоненте B' n₃ равно 2. В некоторых вариантах реализации в компоненте B' n₃ равно 3.

В некоторых вариантах осуществления компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей. В некоторых вариантах осуществления компонент B' включает этилендиамин. В некоторых вариантах осуществления компонент B' включает соли этилендиаммония. В некоторых вариантах осуществления компонент B' представляет собой этилендиамин.

В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей калия и гидроксида калия, а компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, 1,4-диазепана, пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и его производных. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей калия и гидроксида калия, а компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина и пиперазин-1,4-дииума и их производных.

В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из соли серебра, а компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, 1,4-диазепана, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных . В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из соли серебра, а компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, 1,4-диазепана, пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из соли серебра, а компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепана-1,4-дииума и их производных.

В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из, по меньшей мере, одной из соли аммония и аммиака, а компонент А выбран из продуктов реакции 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана с пероксидом водорода, 1,4-диазепан, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей аммония и аммиака, а компонент А выбран из по меньшей мере одного из продуктов реакции 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана с перекисью водорода, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей аммония и аммиака, а компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных. В некоторых вариантах осуществления компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей аммония и аммиака, а компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и их производных, а компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран по меньшей мере из одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана, 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных, а компонент В' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана, 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных, и компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума и их производных, а компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и их производных, а компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазепана, 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных, а компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и солей этилендиаммония.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана и 1,4-диазепана-1,4-дииума, а компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и солей этилендиаммония. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, а компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и солей этилендиаммония. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран по меньшей мере из одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума, а компонент B' включает в себя по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран по меньшей мере из одного из 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума, а компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей. В некоторых вариантах осуществления компонент А включает по меньшей мере один из пиперазина и пиперазин-1,4-дииума, а компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей. В некоторых вариантах осуществления компонент А включает по меньшей мере один из 1-метилпиперазина и 1-метилпиперазин-1,4-дииума, а компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей. В некоторых вариантах осуществления компонент А включает по меньшей мере один из 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума, а компонент В' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере одной из кислот и солей, включающих анион Х в синтезируемом соединении, и/или компонент Х образует анион Х при растворении в жидкой реакционной системе.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере одной из кислот и солей, включающих анионные энергетические лиганды.

В некоторых вариантах осуществления компонент X выбран из по меньшей мере одной из кислот и солей, включающих одновалентные анионы.

В некоторых вариантах осуществления компонент X выбран из, по меньшей мере, одного из хлорной кислоты, хлората, перхлорной кислоты, перхлората, бромной кислоты, бромата, пербромной кислоты, пербромата, иодной кислоты, иодата, периодной кислоты, периодата, азотной кислоты, нитрата, фульминовой кислоты, фульмината, азосоли и азидные соли.

В некоторых вариантах осуществления компонент X выбран из по меньшей мере одной из солей хлорной кислоты, хлората, перхлорной кислоты, перхлората, азотной кислоты, нитрата, фульминовой кислоты, фульмината, азосолей и азидных солей.

В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одну из галогенсодержащих кислот и солей.

В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одну из галогенсодержащих оксикислот и их солей, азотной кислоты и нитрата.

В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одну из галогенсодержащих оксикислот и их солей.

В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одно из галогенокислоты, галогената, пергалогенкислоты, пергалогената, азотной кислоты и нитрата. В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере один из галогенокислоты, галогенатов, пергалогенкислот и пергалогенатов. В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одно из пергалогеновой кислоты, пергалогената, азотной кислоты и нитрата. В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одно из пергалогеновой кислоты и пергалогената.

В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одно из следующего: перхлорную кислоту, перхлорат, пербромную кислоту, пербромат, иодную кислоту, периодат, азотную кислоту и нитрат. В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одно из следующего: перхлорную кислоту, перхлорат, пербромную кислоту, пербромат, иодную кислоту и периодат. В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одно вещество из группы, включающей перхлорную кислоту, перхлорат, пербромную кислоту и пербромат. В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одно вещество из группы, включающей перхлорную кислоту, перхлорат, иодную кислоту и периодат. В некоторых вариантах осуществления компонент X включает, по меньшей мере, одно из группы, включающей пербромную кислоту, пербромат, иодную кислоту и периодат.

В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одно из перхлорной кислоты и перхлората. В некоторых вариантах осуществления компонент X включает по меньшей мере одно из пербромной кислоты и пербромата. В некоторых вариантах осуществления компонент Х включает по меньшей мере одно из иодной кислоты и периодата.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из, по меньшей мере, одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из, по меньшей мере, одной из соли калия и гидроксида калия; и компонент А выбран из, по меньшей мере, одного из пиперазина, 1,4-диазепана, пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из, по меньшей мере, одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из, по меньшей мере, одной из соли калия и гидроксида калия; и компонент А выбран из, по меньшей мере, одного из пиперазина и пиперазин-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из, по меньшей мере, одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран по меньшей мере из одного из пиперазина, 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, 1,4-диазепана, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из, по меньшей мере, одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепана-1, 4-диума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из, по меньшей мере, одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран по меньшей мере из одного из пиперазина, 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1, 4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере из одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, 1,4-диазепана, пиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан -1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из, по меньшей мере, одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран по крайней мере из одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из, по меньшей мере, одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран из, по меньшей мере, одного из пиперазина, 1,4-диазепана, пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, 1-метилпиперазина, пиперазин-1,4-дииума и 1-метилпиперазин-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран из по крайней мере одного из пиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, пиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана-1,4- дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, 1,4-диазепана, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1, 4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из солей серебра; и компонент А выбран из по крайней мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана- 1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей аммония и аммиака; и компонент А выбран из по крайней мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октана-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей аммония и аммиака; и компонент А выбран из по крайней мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октана-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей аммония и аммиака; и компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октана-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент X выбран из по меньшей мере перхлорной кислоты и перхлората; компонент В выбран из по меньшей мере соли аммония и аммиака; компонент А выбирают из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1,4-диазепана, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент X представляет собой по меньшей мере одну кислоту, содержащую перхлоратную группу, и соль, содержащую перхлоратную группу; полярный растворитель выбирают из по меньшей мере воды, этанола и метанола; компонент В представляет собой по меньшей мере один из гидроксиламина, соли, содержащей ионы гидроксиламмония, основания, содержащего ионы гидроксиламмония, гидразина, соли, содержащей ионы гидразиния, и основания, содержащего ионы гидразиния; компонент А представляет собой по меньшей мере один из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана и органическую соль, включающую 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент X представляет собой по меньшей мере одно из кислоты, содержащей перхлоратную группу, соли, содержащей перхлоратную группу; компонент В представляет собой по меньшей мере одно из гидроксиламина, соли, содержащей ионы гидроксиламмония, и основания, содержащего ионы гидроксиламмония; компонент А представляет собой по меньшей мере одно из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана и органической соли, включающей 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума.

В некоторых вариантах осуществления компонент X представляет собой по меньшей мере одно из кислоты, содержащей перхлоратную группу, соли, содержащей перхлоратную группу; компонент В представляет собой по меньшей мере одно из гидразина, соли, содержащей ион гидразиния, и основания, содержащего ион гидразиния; компонент А представляет собой по меньшей мере одно из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана и органической соли, включающей 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и их производных; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент X включает перхлорную кислоту и перхлорат. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана, 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент Х включает по меньшей мере одно из перхлорной кислоты и перхлората. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана, 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент Х включает по меньшей мере одно из перхлорной кислоты и перхлората.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума и их производных; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент Х включает по меньшей мере одно из перхлорной кислоты и перхлората. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума и их производных; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент Х включает по меньшей мере одну из перхлорной кислоты и перхлората. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазепана, 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент Х включает по меньшей мере одно из перхлорной кислоты и перхлората.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент Х включает по меньшей мере один из перхлорной кислоты и перхлората. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума; компонент B' включает по меньшей мере одну из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент X включает перхлорную кислоту и перхлорат. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент Х включает по меньшей мере одно из перхлорной кислоты и перхлората. В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония; компонент Х включает по меньшей мере одно из перхлорной кислоты и перхлората. В некоторых вариантах осуществления компонент А включает по меньшей мере одно из пиперазина и пиперазин-1,4-дииума; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент Х включает по меньшей мере одно из перхлорной кислоты и перхлората. В некоторых вариантах осуществления компонент А включает по меньшей мере один из 1-метилпиперазина и 1-метилпиперазин-1,4-дииума; компонент B' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония солей; компонент Х включает по меньшей мере один из перхлорной кислоты и перхлората. В некоторых вариантах осуществления компонент А включает по меньшей мере один из 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума; компонент В' включает по меньшей мере одно из этилендиамина и этилендиаммония; компонент Х включает по меньшей мере одно из перхлорной кислоты и перхлората.

В некоторых вариантах осуществления компонент А выбран, необязательно, из одного, двух или более компонентов А, описанных выше; компонент A' выбран из необязательно одного, двух или более компонентов A', описанных выше; компонент В выбирают, необязательно, из одного, двух или более компонентов В, описанных выше; компонент B' выбран из необязательно одного, двух или более компонентов B', описанных выше; и/или компонент Х выбран, необязательно, из одного, двух или более компонентов Х, описанных выше.

В некоторых вариантах осуществления синтезируемое соединение представляет собой соединение ABX₃; где компонент А выбран из солей, включающих катион А в синтезируемом соединении; компонент В выбирают из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов, включая катион В в синтезируемом соединении; компонент Х выбирают из по меньшей мере одной из кислот и солей, включающих анион Х в синтезируемом соединении; сумма валентности катиона А и валентности катиона В в три раза превышает валентность аниона Х.

В некоторых вариантах осуществления синтезируемое соединение представляет собой соединение AB'X₄; где компонент А выбран из солей, включающих катион А в синтезируемом соединении; компонент B' выбирают из по меньшей мере одной из солей и гидроксидов, содержащих катион B' в синтезируемом соединении; компонент X выбран из по меньшей мере одной из кислот и солей, содержащих анион X в синтезируемом соединении; сумма валентности катиона A и валентности катиона B' в четыре раза превышает валентность аниона X.

В некоторых вариантах осуществления синтезируемое соединение представляет собой соединение B'₂A'X₅; где компонент A' выбирают из солей, включающих катион A' в синтезируемом соединении; компонент B' выбирают, по меньшей мере, из одной из солей и гидроксидов, содержащих катион B' в синтезируемом соединении; компонент X выбран из по меньшей мере одной из кислот и солей, содержащих анион X в синтезируемом соединении; сумма валентности катиона A' и удвоенной валентности катиона B' в пять раз превышает валентность аниона X.

В некоторых вариантах осуществления способ получения соединения включает: смешивание компонента А или компонента A', компонента В или компонента B' и компонента Х в жидкой реакционной системе в любом порядке для получения твердого продукта, полученного в жидкой реакционной системе. При этом компонент А выбран из по меньшей мере одного азотсодержащего органического соединения и его солей; компонент В и компонент А' выбраны из по меньшей мере соли и гидроксида щелочного металла, соли аммония, аммиака, соли серебра, соли одновалентного азотсодержащего катиона и одновалентного азотсодержащего основания; компонент B' выбран из по меньшей мере насыщенной алифатической диаммониевой соли и насыщенного алифатического диамина; компонент X выбран из по меньшей мере кислоты и соли, включая анионный энергетический лиганд; жидкая реакционная система представляет собой полярный растворитель, который может растворять компонент А или компонент A', компонент В или компонент B' и компонент Х.

В некоторых вариантах осуществления соединение, которое должно быть синтезировано по способу получения соединения, представляет собой соединение ABX₃, состоящее из катиона А, катиона В и аниона Х, где катион А представляет собой азотсодержащий органический катион; катион В представляет собой катион; анион X представляет собой анионный энергетический лиганд; компонент А представляет собой по меньшей мере одно азотсодержащее органическое соединение и его соль; компонент В представляет собой по меньшей мере одну из солей, включая катион, гидроксид и аммиак; компонент X представляет собой по меньшей мере одно из кислоты и соли, включающей анион. Альтернативно соединение представляет собой соединение AB'X₄, состоящее из катиона A, катиона B' и аниона X, или соединение B'₂A'X₅, состоящее из катиона A', катиона B' и аниона X, где катион А представляет собой двухвалентный азотсодержащий моноциклический гетероциклический катион; катион A' представляет собой, по меньшей мере, одно из иона щелочного металла и одновалентного азотсодержащего катиона; катион B' представляет собой насыщенный алифатический катион диаммония; анион X представляет собой анионный энергетический лиганд; компонент А выбран из по меньшей мере двухвалентного азотсодержащего моноциклического гетероцикла и его соли, включая ониевую соль; компонент A' выбран из по меньшей мере соли и гидроксида щелочного металла, соли одновалентного азотсодержащего катиона и одновалентного азотсодержащего основания; компонент В выбран из по меньшей мере насыщенной алифатической диаммониевой соли и насыщенного алифатического диамина; компонент X выбран из по меньшей мере кислоты и соли, включающей анион.

В некоторых вариантах осуществления полярный растворитель может быть выбран из по меньшей мере воды и спирта. В некоторых вариантах осуществления полярный растворитель может быть выбран из по меньшей мере воды, этанола и метанола. В некоторых вариантах осуществления полярным растворителем может быть вода.

В некоторых вариантах осуществления настоящей заявки предлагается энергетический материал, включающий соединение любого из указанных выше вариантов осуществления, комбинацию соединений любых двух или более из указанных выше вариантов осуществления или соединение, полученное способом получения соединения любого из вышеуказанных вариантов осуществления и комбинации способов получения соединения любых двух или более из вышеуказанных вариантов осуществления. В некоторых вариантах осуществления настоящей заявки предусмотрено соединение любого из вышеуказанных вариантов осуществления, комбинация соединений любых двух или более из вышеуказанных вариантов осуществления или соединение, полученное способом получения соединения любого из указанных выше вариантов осуществления вышеприведенных вариантов осуществления, сочетание способов получения соединения любых двух или более из вышеприведенных вариантов осуществления и применение в качестве энергетического материала. В некоторых вариантах осуществления настоящей заявки предусмотрено соединение любого из вышеуказанных вариантов осуществления, комбинация соединений любых двух или более из вышеуказанных вариантов осуществления или соединение, полученное способом получения соединения любого из указанных выше вариантов осуществления, комбинацию способов получения соединения любых двух или более из вышеприведенных вариантов осуществления и применение для производства из него энергетического материала.

В некоторых вариантах осуществления, описанных выше, энергетический материал может представлять собой инициирующее взрывчатое вещество, взрывчатое вещество, ракетное топливо или пиротехнический состав. В некоторых вариантах осуществления катион B выбран из, по меньшей мере, одного из ионов аммония, ионов гидроксиламмония и ионов гидразиния, а энергетический материал представляет собой взрывчатое вещество или ракетное топливо, такое как твердое топливо. В некоторых вариантах осуществления энергетический материал представляет собой не содержащий металлов энергетический материал.

В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой ион серебра, а энергетический материал представляет собой инициирующее взрывчатое вещество или взрывчатое вещество. В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой ион калия, а энергетический материал представляет собой взрывчатое вещество или пиротехнический состав. В некоторых вариантах осуществления катион В выбран по меньшей мере из одного из иона аммония, иона гидроксиламмония и иона гидразиния; катион А выбран из пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепан-1,4-дииума, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-аммоний иона или 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума; ион X представляет собой перхлорат ион; энергетический материал представляет собой взрывчатое вещество или ракетное топливо, т.е. твердое топливо. В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой ион серебра; катион А выбран из пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепан-1,4-дииума или 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума; ион X представляет собой перхлорат ион; энергетический материал представляет собой инициирующее взрывчатое вещество или взрывчатое вещество. В некоторых вариантах осуществления катион В представляет собой ион калия; катион А выбран из пиперазин-1,4-дииума или 1,4-диазепан-1,4-дииума; ион X представляет собой перхлорат ион; а энергетический материал представляет собой взрывчатое вещество или пиротехнический состав.

По крайней мере одно соединение по крайней мере в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения не имеет летучести, может храниться в течение длительного времени без разложения и не поглощает влагу; кристалличность при комнатной температуре единичная. Сырье дешевое и легкодоступное, а производственный процесс прост. Соединение можно приготовить безопасно и в больших количествах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Фиг. 1 представляет собой схематическую диаграмму кристаллической структуры соединения ABX₃.

Фиг. 2 представляет собой схематическую диаграмму кристаллической структуры соединения ABX₃.

Фиг. 3 представляет собой схематическую диаграмму кристаллической структуры соединения ABX₃.

Фиг. 4 представляет собой схематическую диаграмму кристаллической структуры соединения ABX₃.

Фиг. 5 представляет собой схематическую диаграмму кристаллической структуры соединения ABX₃.

Фиг. 6 представляет собой схематическую диаграмму кристаллической структуры соединения ABX₃.

Фиг. 7 представляет собой схематическую диаграмму кристаллической структуры соединения AB'X₄.

Фиг. 8 представляет собой схематическую диаграмму кристаллической структуры соединения B'₂A'X₅.

Фиг. 9 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения РАР-4 из Примера 1.

Фиг. 10 представляет собой кривую дифференциального термического анализа соединения РАР-4 из Примера 1.

Фиг. 11 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения РАР-М4 из Примера 2.

Фиг. 12 представляет собой кривую дифференциального термического анализа соединения PAP-M4 из Примера 2.

Фиг. 13 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения РАР-Н4 из Примера 3.

Фиг. 14 представляет собой кривую дифференциального термического анализа соединения PAP-H4 из Примера 3.

Фиг. 15 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения DAP-O4 из Примера 4.

Фиг. 16 представляет собой кривую дифференциального термического анализа соединения DAP-O4 из Примера 4.

Фиг. 17 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения DAP-M4 из Примера 5.

Фиг. 18 представляет собой кривую дифференциального термического анализа соединения DAP-M4 из Примера 5.

Фиг. 19 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения РАР-5 из Примера 6.

Фиг. 20 представляет собой кривую дифференциального термического анализа соединения РАР-5 из Примера 6.

Фиг. 21 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения РАР-М5 из Примера 7.

Фиг. 22 представляет собой кривую дифференциального термического анализа соединения PAP-M5 из Примера 7.

Фиг. 23 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения РАР-Н5 из Примера 8.

Фиг. 24 представляет собой кривую дифференциального термического анализа соединения PAP-H5 из Примера 8.

Фиг. 25 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения DAP-5 из Примера 9.

Фиг. 26 представляет собой кривую дифференциального термического анализа соединения DAP-5 из Примера 9.

Фиг. 27 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения РАР-Н2 из Примера 11.

Фиг. 28 представляет собой кривую дифференциального термического анализа соединения PAP-H2 из Примера 11.

Фиг. 29 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения DAP-6 из Примера 12.

Фиг. 30 представляет собой карту дифференциального термического анализа соединения DAP-6 из Примера 12.

Фиг. 31 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения DAP-7 из Примера 13.

Фиг. 32 представляет собой карту дифференциального термического анализа соединения DAP-7 из Примера 13.

Фиг. 33 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения EAP из Примера 14.

Фиг. 34 представляет собой карту дифференциального термического анализа соединения EAP из Примера 14.

Фиг. 35 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения PEP из Примера 15.

Фиг. 36 представляет собой карту дифференциального термического анализа соединения PEP из Примера 15.

Фиг. 37 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения MPEP из Примера 16.

Фиг. 38 представляет собой карту дифференциального термического анализа соединения MPEP из Примера 16.

Фиг. 39 представляет собой порошковую рентгенограмму соединения HPEP из Примера 17.

Фиг. 40 представляет собой карту дифференциального термического анализа соединения HPEP из Примера 17.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Заявитель разрабатывает ряд соединений с конкретными химическими общими формулами и проводит корреляционные исследования по применению соединений в качестве простых энергетических материалов в области энергетических материалов. В некоторых вариантах осуществления соединения представляют собой энергетические соединения с тройным кристаллическим состоянием. В некоторых вариантах энергетические соединения могут быть выражены общей формулой ABX₃. В некоторых вариантах осуществления соединения могут быть выражены общей формулой AB'X₄. В некоторых вариантах осуществления соединения могут быть представлены общей формулой B'₂A'X₅.. В некоторых вариантах осуществления соединения в кристаллическом состоянии имеют характеристики структуры типа перовскита. Например, соединения в кристаллическом состоянии имеют характеристики структуры типа перовскита общей химической формулы ABX₃.

В некоторых вариантах осуществления X в ABX₃, AB'X₄ или B'₂A'X₅ представляет собой анион энергетического лиганда. Энергетический лиганд относится к группе взрывчатости. Обычные взрывчатые группы включают, но не ограничиваются ими, ClO₃^-, ClO₄^-, IO₄^-, NO₃^-, ONC^-, диазенильную группу, азид ион, нитрил и тому подобное.

В некоторых вариантах осуществления в ABX₃, AB'X₄ или B'₂A'X₅, например, X может включать один или несколько ионов, а также 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10… типов ионов могут существовать одновременно. A, A' и B тоже одинаковы. Когда перовскит включает более одного катиона А или одного катиона A', разные катионы А или катионы A' могут быть распределены в А-участке или A'-участке упорядоченно или беспорядочно. Когда перовскит включает более одного катиона B, разные катионы B могут быть распределены по B участку упорядоченно или беспорядочно. Когда перовскит включает более одного аниона X, различные анионы X могут быть распределены по X участку упорядоченно или беспорядочно.

На основании свойств, описанных в настоящем документе, «X представляет собой … группу/ион», «A представляет собой … группу/ион», «A' представляет собой … группу/ион», «B представляет собой … группу/ион», «B' представляет собой … группу/ион», «X выбран из, по крайней мере, одного из…», «А выбран из, по крайней мере, одного из…», «A' выбран из, по крайней мере, одного из…», «В выбран из, по крайней мере, одного из…», «B' выбран из по крайней мере одного из…» и т.п. следует понимать, например, для X, в трехмерных кристаллических структурах ABX₃, AB'X₄, или B'₂A'X₅, имеется множество X участков; каждый X участок состоит из ионов; в трехмерных кристаллических структурах множество X участков могут состоять из ионов одного и того же типа, а также могут состоять из различных ионов; и когда множество X участков состоит из разных ионов, по крайней мере некоторые участки (или большинство участков) состоят из … групп/ионов. На данный момент не исключено, что во всех трехмерных кристаллических структурах ABX₃, AB'X₄ или B'₂A'X₅ есть несколько участков, которые не состоят из … групп/ионов или представляют собой какие-то другие инородные ионы, если количество этих участков не оказывает существенного влияния на общую характеристику. Несколько участков могут быть, например, ниже 50 % молярного числа, что составляет не более 40 %, 30 %, 25 %, 20 %, 15 %, 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5%, 4%, 3%, 2% или 1%. То же самое относится к A и B.

В некоторых вариантах осуществления настоящая заявка обеспечивает различные способы идентификации и определения характеристик, включающие определение и тестирование монокристаллических структур с помощью порошковой рентгенограммы, идентификацию порошковой рентгеновской дифракции, тестирование и определение характеристик DTA (дифференциального термического анализа), тестирование и определение характеристик ударочувствительности и трения, расчет параметров детонации (значения теплоты детонации/давления детонации/скорости детонации) и тому подобное.

В некоторых вариантах осуществления синтез соединений ABX₃, AB'X₄ или B'₂A'X₅ можно проводить в соответствии со способом синтеза, раскрытым в настоящей заявке.

Схематическая диаграмма кристаллической структуры соединения типа перовскита ABX₃ показана на фиг. 1. Как показано на фиг. 1, видно, что катион в каждом B участке (например, ион аммония) связан с шестью соседними анионами в X участках, и анион в каждом X участке связан с двумя соседними катионами в B участках, так что образуется трехмерный анионный скелет, образованный кубическими клеточными единицами; и органический катион на каждом А участке заполняет отверстие каждой кубической клеточной единицы.

Схематическая диаграмма кристаллической структуры соединения типа перовскита ABX₃ показана на фиг. 2. Как показано на фиг. 2, видно, что катион в каждом B участке (например, ион серебра) связан с шестью соседними анионами на X участках, а анион на каждом X участке связан с двумя соседними ионами на B участках, так что образуется трехмерный анионный скелет, образованный кубическими клеточными единицами; и органический катион на каждом А участке заполняет отверстие каждой кубической клеточной единицы.

Схематическая диаграмма кристаллической структуры соединения типа перовскита ABX₃ показана на фиг. 3. Как показано на фиг. 3, видно, что шесть анионов в X участках находятся вокруг катиона (такого как ион серебра) в каждом B участке, чтобы образовать октаэдр BX₆; соседние катионы связаны в направлении b-оси через три μ₂-аниона, образуя одномерную цепь; и органический катион на каждом А участке заполнен между цепями.

Схематическая диаграмма кристаллической структуры соединения типа перовскита ABX₃ показана на фиг. 4. Как показано на фиг. 4, видно, что катион (например, ион калия) в каждом B участке связан с шестью соседними анионами в X участках, и анион в каждом X участке связан с двумя соседними катионами в B участках, так что образуется трехмерный анионный скелет, образованный кубическими клеточными единицами; и органический катион на каждом А участке заполняет отверстие каждой кубической клеточной единицы.

Схематическая диаграмма кристаллической структуры соединения типа перовскита ABX₃ показана на фиг. 5. Как показано на фиг. 5, видно, что шесть анионов (таких как ионы ClO₄^-) в X участках находятся вокруг катиона (такого как ион NH₃OH⁺) в каждом B участке, чтобы образовать сжатый октаэдр; соседние катионы в B участках связаны в направлении b-оси через три μ₂-аниона в X участках, образуя одномерную цепь; и органический катион (такой как 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум (H₂dabco²⁺) катион) на каждом А участке заполнен между цепями.

Схематическая диаграмма кристаллической структуры соединения типа перовскита ABX₃ показана на фиг. 6. Как показано на фиг. 6, видно, что шесть анионов (таких как ионы ClO₄^-) в X участках находятся вокруг катиона (такого как ион NH₂NH₃⁺) в каждом B участке, чтобы образовать сжатый октаэдр; соседние катионы в B участках связаны в направлении b-оси через три μ₂-аниона в X участках, образуя одномерную цепь; и органический катион (такой как 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум (H₂dabco₂⁺) катион) на каждом А участке заполнен между цепями.

Схематическая диаграмма кристаллической структуры соединения типа перовскита AB'X₄ показана на фиг. 7. Как показано на фиг. 7, можно видеть, что десять анионов (таких как ионы ClO₄^-) в X участках находятся вокруг катиона (такого как ион H₂EA₂⁺) в каждом B' участке, чтобы образовать неправильный додекаэдр (как показано на фиг. 7a); соседние катионы в B' участках связаны в направлении b-оси и в направлении c-оси через четыре μ₄-аниона в X участках и шесть μ₂-анионов в X участках, чтобы сформировать слоистую структуру (как показано на фиг. 7б); и органические катионы (такие как катионы пиперазина) на A участках между двумя соседними слоями и анионами на X участках расположены попеременно (как показано на фиг. 7c).

Схематическая диаграмма кристаллической структуры соединения типа перовскита B'₂A'X₅ показана на фиг. 8. Как показано на фиг. 8, можно видеть, что соседние катионы (такие как ионы аммония) в A' участках соединены друг с другом с образованием ромбовидной сетчатой структуры; независимая единица структуры имеет анионы на X участках (например, ионы ClO₄^-), при этом анионы одного типа связаны в ромбовидной сетчатой структуре, длина одной стороны которой равна длине одной стороны ромбовидной сетчатой структуры, образованной соседними катионами на A' участках; два набора ромбовидных сеток представляют собой кресты; шесть катионов (таких как катионы диаминоэтана) в B' участках находятся вокруг катиона в каждом A' участке и аниона на участке типа X, образуя октаэдрическую структуру; три октаэдра соединены через μ₃-катион в B' участке; а анион на другом X участке находится среди трех октаэдров.

В одном варианте осуществления соединение (C₄H₁₂N₂)(NH₄)(ClO₄)₃ (обозначаемое PAP-4) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе Fm-3c кубической кристаллической системы при 298 К; параметры ячейки a=b=c=14,5631(3) ; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 12,10±0.2°, 17,17±0.2°, 21,03±0.2°, 24,33±0.2°, 27,27±0.2°, 29,95±0.2°, 34,70±0.2°, 36,30±0.2°, 36,89±0.2°, 40,95±0.2°, 42,81±0.2°, 44,67±0.2° и 47,95±0.2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 288.2°C. Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, которые получены путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT (теории функционала плотности) и K-J эмпирической формулы составляют: 6,00 кДж/г, 8,63 км/с и 32,4 ГПа соответственно. Значения энтальпии образования и теоретического удельного импульса энергетического соединения, полученные с применением DFT и программного обеспечения EXPLO5, составляют: -537,7 кДж/моль и 264,2 с соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₅H₁₄N₂)(NH₄)(ClO₄)₃ (обозначаемое PAP-M4) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе Pnma орторомбической кристаллической системы при 298 К; параметры ячейки a=10,2673(2) , b=14,7004(2) , c=20,9914(3) ; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 7,45±0,2°, 9,68±0,2°, 12,15±0,2°, 13,57±0,2°, 15,45±0,2°, 16,53±0,2°, 17,35±0,2°, 18,34±0,2°, 18,86±0,2°, 20,86±0,2°, 21,88±0,2°, 22,95±0,2°, 23,72±0,2°, 24,31±0,2°, 25,15±0,2°, 26,97±0,2°, 27,46±0,2°, 27,66±0,2°, 28,21±0,2°, 29,13±0,2°, 29,95±0,2°, 30,51±0,2°, 31,13±0,2°, 33,05±0,2°, 34,56±0,2°, 35,52±0,2°, 36,56±0,2°, 37,93±0,2°, 38,83±0,2° и 39,93±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 323,1°С. Результат характеристики чувствительности к трению указывает на то, что PAP-M4 более чувствителен к чувствительности к трению (FS≤6Н), а результат характеристики ударочувствительности указывает на то, что PAP-M4 более нечувствителен к ударочувствительности (IS=30 Дж). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 5,14 кДж/г, 8,31 км/с и 30,3 ГПа соответственно. Значения энтальпии образования и теоретического удельного импульса энергетического соединения, полученные с применением DFT и программного обеспечения EXPLO5, составляют: -859,9 кДж/моль и 241,2 с соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₅H₁₄N₂)(NH₄)(ClO₄)₃ (обозначаемое PAP-H4) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе P2₁/n моноклинной кристаллической системы при 223 К; параметры ячейки a=19,7404(5) b=14,3294(5) , c=21,2948(8) , β=90,075(3)°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 6,14±0,2°, 7,66±0,2°, 12,25±0,2°, 13,70±0,2°, 14,86±0,2°, 16,58±0,2°, 17,41±0,2°, 18,29±0,2°, 19,05±0,2°, 20,70±0,2°, 21,86±0,2°, 22,27±0,2°, 22,99±0,2°, 23,37±0,2°, 24,50±0,2°, 24,80±0,2°, 25,29±0,2°, 25,93±0,2°, 26,50±0,2°, 27,74±0,2°, 28,31±0,2°, 29,32±0,2°, 29,95±0,2°, 30,48±0,2°, 30,83±0,2°, 31,52±0,2°, 33,36±0,2°, 34,07±0,2°, 35,13±0,2°, 35,64±0,2°, 36,20±0,2°, 36,62±0,2°, 37,11±0,2°, 37,91±0,2°, 39,42±0,2° и 39,97±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 348,9°С. Результат характеристики чувствительности к трению указывает на то, что PAP-H4 более чувствителен к чувствительности к трению (FS=6Н), а результат характеристики ударочувствительности указывает на то, что PAP-H4 более нечувствителен к ударочувствительности (IS=27.5 Дж). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 5,76 кДж/г, 8,76 км/с и 34,3 ГПа соответственно. Значения энтальпии образования и теоретического удельного импульса энергетического соединения, полученные с применением DFT и программного обеспечения EXPLO5, составляют: -600,4 кДж/моль и 255,4 с соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₆H₁₄N₂O)(NH₄)(ClO₄)₃ (обозначаемое как DAP-O4) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе Fm-3c кубической кристаллической системы при 298 К; параметры ячейки a=b=c=14,7627(1) , и β=90°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 12,06±0,2°, 20,90±0,2°, 24,15±0,2°, 27,05±0,2°, 29,7±0,2°, 34,38±0,2°, 35,99±0,2°, 36,52±0,2°, 38,60±0,2°, 40,52±0,2°, 42,42±0,2° и 49,36±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 352,0°С. Результат характеристики чувствительности к трению указывает на то, что DAP-O4 более чувствителен к чувствительности к трению (FS<5Н), а результат характеристики ударочувствительности указывает на то, что DAP-O4 более нечувствителен к ударочувствительности (IS=17,5 Дж). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 6,21 кДж/г, 8,90 км/с и 35,7 ГПа соответственно. Значения энтальпии образования и теоретического удельного импульса энергетического соединения, полученные с применением DFT и программного обеспечения EXPLO5, составляют: -436,1 кДж/моль и 262,4 с соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₇H₁₆N₂)(NH₄)(ClO₄)₃ (обозначаемое как DAP-M4) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе P2₁ моноклинной кристаллической системы при 298 K; параметры ячейки a=10,1520(2) , b=10,9824(2) , c=14,7774(2) , β=89,856(1)°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 9,94±0,2°, 11,81±0,2°, 11,44±0,2°, 17,07±0,2°, 18,29±0,2°, 20,00±0,2°, 21,03±0,2°, 23,90±0,2°, 24,39±0,2°, 25,71±0,2°, 26,64±0,2°, 27,35±0,2°, 28,00±0,2°, 28,43±0,2°, 29,83±0,2°, 31,42±0,2°, 32,43±0,2°, 33,06±0,2°, 33,88±0,2°, 34,61±0,2°, 35,03±0,2°, 35,38±0,2°, 35,89±0,2°, 36,15±0,2°, 36,60±0,2°, 37,29±0,2°, 38,35±0,2°, 39,97±0,2° и 40,70±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 364,0°С. Результат характеристики чувствительности к трению указывает, что DAP-M4 более чувствителен к чувствительности к трению (FS=10Н), а результат характеристики ударочувствительности указывает на то, что DAP-M4 немного чувствителен к ударочувствительности (IS=7,5 Дж). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 4,99 кДж/г, 8,09 км/с и 28,8 ГПа соответственно. Значения энтальпии образования и теоретического удельного импульса энергетического соединения, полученные с применением DFT и программного обеспечения EXPLO5, составляют: -839,1 кДж/моль и 225,2 с соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₄H₁₂N₂)[Ag(ClO₄)₃] (обозначаемое PAP-5) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе P2₁/c моноклинной кристаллической системы при 223 K; параметры ячейки a=10,1221(2) , b=9,6470(2) , c=13,2672(3) , β=91,7815(19)°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 12,88±0,2, 13,43±0,2°, 14,64±0,2°, 17,68±0,2°, 18,35. ±0,2°, 18,73±0,2°, 19,78±0,2°, 21,82±0,2°, 22,54±0,2°, 22,90±0,2°, 24,07±0,2°, 25,66±0,2°, 26,44±0,2°, 26,80±0,2°, 28,11 ±0,2°, 28,74±0,2°, 29,32±0,2°, 30,01±0,2°, 30,83±0,2°, 31,56±0,2°, 32,40±0,2°, 32,70±0,2°, 35,50±0,2°, 36,89±0,2°, 37,73 ±0,2°, 38,52±0,2°, 38,79±0,2°, 39,24±0,2°, 39,83±0,2° и 40,24±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 341,6°С. Результат характеристики чувствительности к трению указывает на то, что PAP-5 более чувствителен к чувствительности к трению (FS≤5Н). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 4,88 кДж/г, 8,96 км/с и 42,4 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₅H₁₄N₂)[Ag(ClO₄)₃] (обозначаемое PAP-M5) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе Pnma орторомбической кристаллической системы при 298 К; параметры ячейки a=10,1827(3) , b=13,8975(4) , c=20,2734(5) ; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 8,74±0,2°, 9,72±0,2°, 11,61±0,2°, 12,33±0,2°, 12,76±0,2°, 14,60±0,2°, 15,76±0,2°, 17,02±0,2°, 17,43±0,2°, 17,78±0,2°, 18,56±0,2°, 19,60±0,2°, 20,60±0,2°, 24,82±0,2°, 25,68±0,2°, 26,64±0,2°, 27,52±0,2°, 27,99±0,2°, 28,56±0,2°, 29,46±0,2°, 30,62±0,2°, 31,03±0,2°, 31,54±0,2°, 32,21±0,2°, 33,97±0,2°, 34,48±0,2°, 35,50±0,2°, 36,13±0,2°, 37,40±0,2°, 37,93±0,2°, 38,24±0,2°, 38,91±0,2°, 39,46±0,2° и 40,99±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 308,3°С. Результат теста на чувствительность показывает, что PAP-M5 более чувствителен к трению (FS≤5Н). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 5,42 кДж/г, 8,73 км/с и 39,2 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления в качестве энергетического материала используют соединение (C₅H₁₄N₂)[Ag(ClO₄)₃] (обозначаемое как DAP-H5). Соединение кристаллизуется в пространственной группе P2₁/n моноклинной кристаллической системы при 298 К; параметры ячейки a=10,7045(2) , b=8,60470(10) , c=15,6254(3) , β=90,345(2)°; и порошковая ренгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 10,00±0,2°, 11,33±0,2°, 14,37±0,2°, 16,56±0,2°, 18,98±0,2°, 20,39±0,2°, 20,66±0,2°, 21,66±0,2°, 22,62±0,2°, 23,01±0,2°, 23,62±0,2°, 25,05±0,2°, 25,60±0,2°, 26,09±0,2°, 26,60±0,2°, 27,21±0,2°, 27,66±0,2°, 28,19±0,2°, 29,03±0,2°, 29,85±0,2°, 30,93±0,2°, 31,81±0,2°, 32,09±0,2°, 32,87±0,2°, 33,15±0,2°, 33,5±0,2°, 34,68±0,2°, 35,54±0,2°, 36,58±0,2°, 37,07±0,2°, 38,20±0,2°, 38,56±0,2°, 39,89±0,2° и 40,52±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 328,7°С. Результат теста на чувствительность показывает, что DAP-H5 более чувствителен к трению (FS≤Н). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 5,36 кДж/г, 8,69 км/с и 38,7 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления в качестве энергетического материала используют соединение (C₆H₁₄N₂)[Ag(ClO₄)₃] (обозначаемое как DAP-5). Соединение кристаллизуется в пространственной группе Pa-3 кубической кристаллической системы при 223 K; параметр ячейки а=14,1379(3) ; и порошковая ренгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 12.46±0.2°, 13.90±0.2°, 17.62±0.2°, 18.72±0.2°, 21.64±0.2°, 23.41±0.2°, 25.06±0.2°, 25.83±0.2°, 28.06±0.2°, 28.75±0.2°, 30.83±0.2°, 31.48±0.2°, 33.90±0.2°, 34.53±0.2°, 35.72±0.2°, 36.29±0.2°, 37.41±0.2°, 37.96±0.2°, 39.06±0.2°, 40.11±0.2°, 40.62±0.2°, 41.15±0.2°, 41.68±0.2°, 42.13±0.2°, 42.76±0.2°, 44.12±0.2°, 44.58±0.2°, 45.09±0.2°, 46.03±0.2°, 46.15±0.2°, 46.64±0.2°, 47.88±0.2°, 47.98±0.2°, 48.32±0.2° и 49.24±0.2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 313,7°С. Результат теста на чувствительность показывает, что DAP-5 более ударочувствителен и чувствителен к трению (IS=3 Дж, и FS≤5Н). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, которые получены путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 4,76 кДж/г, 8,59 км/с и 38,5 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₄H₁₂N₂)[K(ClO₄)₃] (обозначаемое PAP-2) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе Pbcm орторомбической кристаллической системы при 284 (17) K; параметры ячейки a=10,3353(6) , b=9,6777(6) , c=13,9862(10) , α=β=γ=90°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 8,55±0,2, 12,52±0,2°, 12,65±0,2°, 14,03±0,2°, 15,29. ±0,2°, 17,15±0,2°, 17,83±0,2°, 18,32±0,2°, 19,40±0,2°, 20,25±0,2°, 20,48±0,2°, 21,23±0,2°, 21,36±0,2°, 22,32±0,2°, 22,84±0,2°, 23,27±0,2°, 23,94±0,2°, 25,19±0,2°, 25,45±0,2°, 26,53±0,2°, 26,90±0,2°, 27,34±0,2°, 27,46±0,2°, 27,92±0,2°, 28,20±0,2°, 28,28±0,2°, 28,46±0,2°, 28,87±0,2°, 28,97±0,2°, 29,68±0,2°, 30,34±0,2°, 30,85±0,2°, 31,54±0,2°, 31,73±0,2°, 31,76±0,2°, 31,86±0,2°, 32,24±0,2°, 32,51±0,2°, 32,70±0,2°, 33,34±0,2°, 33,62±0,2°, 34,41±0,2°, 34,69±0,2°, 35,19±0,2°, 35,95±0,2°, 36,12±0,2°, 36,53±0,2°, 37,06±0,2°, 37,37±0,2°, 37,70±0,2°, 38,10±0,2°, 38,25±0,2°, 38,59±0,2°, 38,73±0,2°, 38,94±0,2°, 39,38±0,2°, 39,51±0,2° и 40,05±0,2°. Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 6,29 кДж/г, 8,78 км/с и 36,6 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₅H₁₄N₂)[K(ClO₄)₃] (обозначаемое PAP-H2) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе Pbca орторомбической кристаллической системы при 298 К; параметры ячейки a=9,6351(3) , b=14,7473(4) , c=20,9607(8) ; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 8,44±0,2°, 11,96±0,2°, 12,461±0,2°, 12,68±0,2°, 13,84±0,2°, 14,66±0,2°, 16,78±0,2°, 17,46±0,2°, 18,40±0,2°, 19,36±0,2°, 19,82±0,2°, 20,76±0,2°, 22,00±0,2°, 22,40±0,2°, 22,74±0,2°, 24,04±0,2°, 24,42±0,2°, 25,08±0,2°, 25,46±0,2°, 25,82±0,2°, 26,14±0,2°, 26,48±0,2°, 27,16±0,2°, 27,88±0,2°, 28,24±0,2°, 28,86±0,2°, 29,04±0,2°, 29,54±0,2°, 29,76±0,2°, 30,44±0,2°, 30,72±0,2°, 31,02±0,2°, 31,20±0,2°, 31,64±0,2°, 32,24±0,2°, 32,76±0,2°, 33,08±0,2°, 33,24±0,2°, 33,60±0,2°, 34,20±0,2°, 34,36±0,2°, 35,02±0,2°, 35,32±0,2°, 35,50±0,2°, 35,72±0,2°, 35,84±0,2°, 36,04±0,2°, 36,38±0,2°, 36,58±0,2°, 37,38±0,2°, 37,54±0,2°, 37,80±0,2°, 38,04±0,2°, 38,30±0,2°, 38,52±0,2°, 38,68±0,2°, 38,78±0,2°, 39,28±0,2°, 39,64±0,2°, 39,84±0,2° и 40,26±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 367,4°С. Результат теста на чувствительность показывает, что PAP-H2 неударочувствителен и более чувствителен к трению, а ударочувствительность и чувствительность к трению PAP-H2 составляют IS=27,5 Дж и FS=7Н соответственно. Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, которые получены путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 5,32 кДж/г, 8,17 км/с и 31,1 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₆H₁₄N₂)(NH₃OH)(ClO₄)₃ (обозначаемое как DAP-6) представлен в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе P2₁ моноклинной кристаллической системы при 223 К; параметры ячейки a=20,740(1) , b=8,2366(2) , c=20,790(1) , β=119,65(1)°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 9,81±0,2°, 14,56±0,2°, 19,68±0,2°, 21,56±0,2°, 22,46±0,2°, 27,62±0,2°, 29,36±0,2°, 34,12±0,2°, 37,00±0,2° и 49,34±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 246,1°С. Результат характеристики чувствительности к трению указывает на то, что DAP-6 более чувствителен к трению (FS≤5N), а результат характеристики ударочувствительности указывает на то, что DAP-6 более нечувствителен к удару (IS=15 Дж). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 1,52 ккал/г, 9,12 км/с и 38,1 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₆H₁₄N₂)(NH₃NH₂)(ClO₄)₃ (обозначаемое как DAP-7) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе P2₁/m моноклинной кристаллической системы при 223 K; параметры ячейки a=10,378(2) , b=8,0505(7) , c=10,587(2) , β=117,99(2)°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет около 14,52±0,2°, 19,36±0,2°, 19,76±0,2°, 21,98±0,2°, 22,30±0,2°, 22,65±0,2°, 29,78±0,2°, 35,74±0,2°, 37,40±0,2° и 49,68±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 376,1°С. Результат характеристики чувствительности к трению указывает на то, что DAP-7 более чувствителен к трению (FS≤5N), а результат характеристики ударочувствительности указывает на то, что DAP-7 более нечувствителен к удару (IS=27,5 Дж). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и K-J эмпирической формулы, составляют: 1,43 ккал/г, 8,89 км/с и 35,80 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (H₂EA)₂(NH₄)(ClO₄)₅ (обозначаемое как EAP) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе I4₁/a тетрагональной кристаллической системы при 298 К; параметры ячейки a=b=10,7731(1) , c=19,1420(3) , α=β=γ=90°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 9,29±0,2°, 14,73±0,2°, 16,30±0,2°, 18,86±0,2°, 21,78±0,2°, 23,25±0,2°, 24,77±0,2°, 25,10±0,2°, 32,11±0,2°, 38,16±0,2° и 48,28±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что EAP имеет два экзотермических пика разложения, а пиковые температуры составляют 304,2°C и 376,0°C соответственно. Результат характеристики чувствительности к трению указывает на то, что EAP более чувствителен к трению (FS=36Н), а результат ударочувствительности указывает на то, что EAP более нечувствителен к удару (IS=12 Дж). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и эмпирической формулы Камлета-Якоба, составляют: 5,07 кДж/г, 8,97 км/с и 37,0 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления соединение (C₄H₁₂N₂)(H₂EA)(ClO₄)₄ (обозначаемое PEP) представлено в качестве энергетического материала. Соединение кристаллизуется в пространственной группе Pbca орторомбической кристаллической системы при 298 К; параметры ячейки a=23,9304(2) , b=10,3226(1) , c=31,4590(4) , α=β=γ=90°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет около 11.31±0.2°, 11.84±0.2°, 14.78±0.2°, 15.82±0.2°, 18.70±0.2°, 20.56±0.2°, 21.72±0.2°, 22.90±0.2°, 23.44±0.2°, 25.44±0.2°, 26.95±0.2°, 28.76±0.2°, 34.75±0.2°, 41.46±0.2° и 49.69±0.2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения соединения составляет 311,6°С. Результат характеристики чувствительности к трению указывает на то, что PEP более чувствителен к трению (FS=12 Н), а результат характеристики ударочувствительности указывает на то, что PEP более нечувствителен к удару (IS=9 Дж). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и эмпирической формулы Камлета-Якоба, составляют: 6,10 кДж/г, 9,09 км/с и 37,6 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления в качестве энергетического материала используют соединение (C₅H₁₄N₂)(H₂EA)(ClO₄)₄ (обозначаемое как MPEP). Соединение кристаллизуется в пространственной группе P2₁/c моноклинной кристаллической системы при 298 K; параметры ячейки a=12,7872(5) , b=10,3107(3) , c=15,9171(5) , α=γ=90°, β=99,987(4)°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 6,99±0,2°, 14,04±0,2°, 14,94±0,2°, 16,68±0,2°, 18,57±0,2°, 19,53±0,2°, 21,13±0,2°, 22,42±0,2°, 23,88±0,2°, 26,13±0,2°, 26,85±0,2°, 33,33±0,2°, 34,69±0,2° и 47,76±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что MPEP имеет три экзотермических пика разложения, а пиковые температуры составляют 300,0°C, 323,0°C и 368,0°C соответственно. Результат характеристики чувствительности к трению указывает на то, что MPEP более чувствителен к трению (FS=9N), а результат характеристики ударочувствительности указывает на то, что MPEP более нечувствителен к удару (IS=20 Дж). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и эмпирической формулы Камлета-Якоба, составляют: 5,86 кДж/г, 8,73 км/с и 34,0 ГПа соответственно.

В одном варианте осуществления в качестве энергетического материала используют соединение (C₅H₁₄N₂)(H₂EA)(ClO₄)₄ (обозначаемое HPEP). Соединение кристаллизуется в пространственной группе P2₁/n моноклинной кристаллической системы при 298 К; параметры ячейки a=10,7045(2) , b=8,60470(10) , c=15,6254(3) , α=γ=90°, β=90,345(2)°; и порошковая рентгеновская дифракция (Cu-K_α лучи) при комнатной температуре имеет место, но не ограничивается углом дифракции 2θ, который составляет примерно 7,02±0,2°, 10,98±0,2°, 14,11±0,2°, 15,47±0,2°, 18,35±0,2°, 21,01±0,2°, 22,43±0,2°, 23,54±0,2°, 25,37±0,2°, 26,46±0,2°, 27,50±0,2°, 42,10±0,2° и 48,46±0,2°. Результат испытания DTA показывает, что пиковая температура термического разложения HPEP составляет 324,6°C. Результат характеристики чувствительности к трению указывает на то, что HPEP более чувствителен к трению (FS=12 Н), а результат характеристики ударочувствительности указывает на то, что HPEP более нечувствителен к удару (IS=17,5 Дж). Значения теплоты детонации, скорости детонации и давления детонации энергетического соединения, полученные путем применения метода расчета параметров детонации, описанного в литературе, и применения DFT и эмпирической формулы Камлета-Якоба, составляют: 5,87 кДж/г, 8,76 км/с и 34,4 ГПа соответственно.

Данные о монокристаллических структурах PAP-4, PAP-M4 и DAP-O4 определяют на монокристальном дифрактометре Rigaku XtaLAB P300DS (Cu-K_α, λ=1,54184 ). Данные о монокристаллических структурах PAP-H4 и DAP-M4 определяют на монокристальном дифрактометре Agilent SuperNova (Mo-K_α, и λ=0,71073 ). Данные порошковой рентгеновской дифракции протестированы на дифрактометре Advance D8 (метод сканирования θ-2θ и Cu-K_α). Данные DTA протестированы и определены на противовзрывном DTA 552-EX компании Idea Science Instrument Company of America. Ударочувствительность и чувствительность к трению определяют, соответственно, с помощью прибора для измерения ударочувствительности BFH 10 BAM и прибора для измерения чувствительности к трению FSKM10 BAM в соответствии со стандартом Организации Объединенных Наций по перевозке опасных грузов.

При этом данные монокристаллических структур PAP-5 и DAP-5 определены на монокристальном дифрактометре Rigaku XtaLAB P300DS (Mo-K_α, и λ=0,71073 ) при температуре 223 К; а данные монокристаллических структур PAP-M5 и PAP-H5 определены на монокристальном дифрактометре Rigaku XtaLAB P300DS (Cu-K_α, и λ=1,54184 ) при температуре 298 К. Данные порошковой рентгеновской дифракции тестировали на дифрактометре Advance D8 (метод сканирования θ-2θ и Cu-K_α). Данные DTA проверены и определены на противовзрывном DTA 552-EX Idea Science Instrument Company of America. Ударочувствительность и чувствительность к трению определяются, соответственно, с помощью прибора для определения ударочувствительности ударного молота BFH 10 BAM и прибора для определения чувствительности к трению FSKM10 BAM в соответствии со стандартом Организации Объединенных Наций по перевозке опасных грузов.

При этом данные монокристаллической структуры PAP-2 определены на монокристальном дифрактометре Agilent SuperNova (Cu-K_α, и λ=1,54178 ); а данные монокристаллической структуры PAP-H2 определяют на монокристальном дифрактометре Rigaku XtaLAB P300DS (Cu-K_α, и λ=1,54184 ). Данные порошковой рентгеновской дифракции протестированы на дифрактометре Advance D8 (метод сканирования θ-2θ и Cu-K_α). Данные DTA проверены и определены на противовзрывном DTA - DTA 552-EX Idea Science Instrument Company of America. Ударочувствительность и чувствительность к трению определяются, соответственно, с помощью прибора для определения ударочувствительности ударного молота BFH 10 BAM и прибора для определения чувствительности к трению FSKM10 BAM в соответствии со стандартом Организации Объединенных Наций по перевозке опасных грузов.

При этом данные монокристаллической структуры DAP-6 и DAP-7 определены на монокристальном дифрактометре Agilent SuperNova (Cu-K_α, и λ=1,54184 ) при температуре 223 К. Данные порошковой рентгеновской дифракции тестировали на дифрактометре Advance D8 (метод сканирования θ-2θ и Cu-K_α). Данные DTA проверены и определены на противовзрывном DTA - DTA 552-EX of Idea Science Instrument Company of America. Ударочувствительность и чувствительность к трению определяются, соответственно, с помощью прибора для определения ударочувствительности ударного молота BFH 10 BAM и прибора для определения чувствительности к трению FSKM10 BAM в соответствии со стандартом Организации Объединенных Наций по перевозке опасных грузов.

Данные монокристаллических структур EAP, PEP, MPEP и HPEP определяют на монокристальном дифрактометре Rigaku XtaLAB P300DS (Cu-K_α, и λ=1,54184 ) при комнатной температуре. Данные порошковой рентгеновской дифракции протестированы на дифрактометре Advance D8 (метод сканирования θ-2θ и Cu-K_α). Данные DTA проверены и определены на противовзрывном DTA - DTA 552-EX Idea Science Instrument Company of America. Ударочувствительность и чувствительность к трению определяются, соответственно, с помощью прибора для определения ударочувствительности ударного молота BFH 10 BAM и прибора для определения чувствительности к трению FSKM10 BAM в соответствии со стандартом Организации Объединенных Наций по перевозке опасных грузов.

Пример 1

Синтез и тестирование (C₄H₁₂N₂)(NH₄)(ClO₄)₃ (PAP-4) (общая формула ABX₃; A представляет собой пиперазин-1,4-дииум ион; B представляет собой NH₄⁺; а X представляет собой ClO₄^-.)

Метод синтеза:

1) 5.74 г раствор перхлорной кислоты с массовой долей 70%-72% добавляли к 15 мл воды, 2.35 г перхлората аммония было добавлено к смешанному раствору при перемешивании, и полученный смешанный раствор перемешивали при нормальной температуре в течение 5 мин;

2) 1,72 г безводного пиперазина добавляли в 5 мл воды для растворения; и

3) раствор, полученный на стадии 1), смешивали с раствором, полученным на стадии 2); полученный смешанный раствор нагревали до 80С, затем перемешивали в течение 10 мин и фильтровали; осадки промывали этанолом и затем сушили в вакууме, так чтобы получить твердый порошок; и твердый порошок идентифицировали как чистую фазу РАР-4 с помощью порошковой рентгеновской дифракции, и выход составил 80%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 9.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов показаны в Таблице 1.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑ |F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/∑w[(F_o)²]²}^1/2;

Характеристика PAP-4 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA PAP-4 показана на фиг. 10. Из фиг. 10 видно, что порошкообразное энергетическое соединение PAP-4 разлагается при температуре пика разложения 288,2°C, тип пика разложения острый, а разложение быстрое.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения PAP-4, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): расчетное значение теплоты разложения PAP-4 (значение энтальпии разложения ΔH_det) составляет около 1,43 ккал/г приняв DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422); и согласно формуле Камлета-Якоба, скорость детонации PAP-4 составляет около 8,63 км/с, а давление детонации PAP-4 составляет около 32,4 ГПа.

Теоретический удельный импульс энергетического соединения PAP-4, рассчитанный с помощью DFT и программного обеспечения EXPLO5: энтальпия образования PAP-4 составляет около -537,7 кДж/моль приняв DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), и энтальпия образования подставляется в EXPLO5 v.6.04.02 для расчета и получается, что значение теоретического удельного импульса PAP-4 составляет 264,2 с. В отличие от этого, если взять ион 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум в качестве (C₆H₁₄N₂)[NH₄(ClO₄)₃] (DAP-4) катиона A, теоретическая энтальпия образования составляет -484,0 кДж/моль при тех же условиях, и энтальпия образования подставляется в EXPLO5 v.6.04.02 для расчета, чтобы получить значение теоретического удельного импульса DAP-4 равное 253,5 с.

Объем газа, образующегося на моль PAP-4: продукт полного взрыва энергетического материала в бескислородной среде оценивают по литературным данным (J. Am. Chem. Soc .2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141), а конечными продуктами разложения являются: газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода, двуокись углерода и т.п., и твердые вещества, такие как хлорат металла, простое вещество углерод (если атомов кислорода недостаточно для полного перевода всех атомов углерода в углекислый газ) и тому подобное. Следовательно, после полного взрыва 1 моль PAP-4 в бескислородной среде образуется 13,75 моль газообразных веществ, а остается 3,25 моль простых веществ углерода. При условии, что смешано достаточное количество окислителя (например, обычного NH₄ClO₄), после полного взрыва PAP-4 не остается остатка.

Пример 2

Синтез и тестирование (C₅H₁₄N₂)(NH₄)(ClO₄)₃ (PAP-M4) (общая формула ABX₃; A представляет собой ион 1-метилпиперазин-1,4-дииум; B представляет собой NH₄⁺; и X представляет собой ClO₄^-.)

Метод синтеза:

1) 5,74 г раствора перхлорной кислоты с массовой долей 70-72 % прибавляли к 15 мл воды, 2,35 г перхлората аммония было добавлено к смешанному раствору при перемешивании, и полученный смешанный раствор перемешивали при нормальной температуре в течение 5 мин;

2) 2,00 г 1-метилпиперазина добавляли в 5 мл воды для растворения; и

3) раствор, полученный на стадии 1) смешивали с раствором, полученным на стадии 2); полученный смешанный раствор перемешивали 10 мин и фильтровали; осадки промывали этанолом и затем сушили в вакууме до получения твердого порошка; и твердый порошок идентифицировали как чистую фазу PAP-M4 с помощью порошковой рентгеновской дифракции, и выход составил 80%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 11.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов показаны в Таблице 2.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR² = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/∑w[(F_o)²]²}^1/2;

Характеристика PAP-M4 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для PAP-M4 показана на фиг. 12. Из фиг. 12 видно, что порошкообразное энергетическое соединение PAP-M4 разлагается при температуре пика разложения 323,1°С, тип пика разложения острый, разложение быстрое.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения PAP-M4, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): расчетное значение теплоты разложения PAP-M4 (значение энтальпии разложения ΔH_det) составляет около 1,23 ккал/г приняв DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422); по формуле Камлета-Якоба скорость детонации PAP-M4 составляет около 8,31 км/с, а давление детонации PAP-M4 составляет около 30,3 ГПа.

Теоретический удельный импульс энергетического соединения PAP-M4, рассчитанный с помощью DFT и программного обеспечения EXPLO5: расчетная энтальпия образования PAP-M4 составляет около -859,9 кДж/моль приняв DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), и энтальпия образования подставляется в EXPLO5 v.6.04.02 для расчета, чтобы получить значение теоретического удельного импульса PAP-M4 равное 241,2 с.

Объем газа, образующегося на моль PAP-M4: продукт полного взрыва энергетического материала в бескислородной среде оценивают по литературным данным (J. Am. Chem. Soc .2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141), и конечными продуктами разложения являются: газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода, двуокись углерода и т.п., и твердые вещества, такие как хлорат металла, простое вещество углерод (если атомов кислорода недостаточно для полного перевода всех атомов углерода в углекислый газ) и тому подобное. Следовательно, после полного взрыва 1 моль PAP-M4 в бескислородной среде образуется 14,25 моль газообразных веществ, а остается 2,75 моль простых веществ углерода. При условии, что смешано достаточное количество окислителя (например, обычный NH₄ClO₄) после полного взрыва PAP-M4 не остается остатка.

Пример 3

Синтез и тестирование (C₅H₁₄N₂)(NH₄)(ClO₄)₃ (PAP-H4) (общая формула ABX₃; A представляет собой ион 1,4-диазепан-1,4-дииум; B представляет собой NH₄⁺; X представляет собой ClO₄^-.)

Метод синтеза:

1) 5,74 г раствора перхлорной кислоты с массовой долей 70-72 % прибавляли к 15 мл воды, 2, 35 г перхлората аммония было добавлено к смешанному раствору при перемешивании и полученный смешанный раствор перемешивали при нормальной температуре в течение 5 мин;

2) 2,00 г гомопиперазина добавляли в 5 мл воды для растворения; а также

3) раствор, полученный на стадии 1) смешивали с раствором, полученным на стадии 2); полученный смешанный раствор перемешивали 10 мин и фильтровали; осадки промывали этанолом и затем сушили в вакууме до получения твердого порошка; и твердый порошок был идентифицирован как чистая фаза PAP-H4 с помощью порошковой рентгеновской дифракции, и выход составил 80%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 13.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов показаны в Таблице 3.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика PAP-H4 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для PAP-H4 показана на фиг. 14. Из фиг. 14 видно, что порошкообразное энергетическое соединение PAP-H4 разлагается при максимальной температуре. разложения 348,9°С, тип пика разложения острый, разложение быстрое.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения PAP-H4, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): значение теплоты разложения PAP-H4 (значение энтальпии разложения ΔH_det) составляет около 1,38 ккал/г приняв DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422); и в соответствии с формулой Камлета-Якоба скорость детонации PAP-H4 составляет примерно 8,76 км/с, а давление детонации PAP-H4 составляет примерно 34,3 ГПа.

Теоретический удельный импульс энергетического соединения PAP-H4, рассчитанный с помощью DFT и программного обеспечения EXPLO5: энтальпия образования PAP-H4 составляет около -600,4 кДж/моль приняв DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), и энтальпия образования подставляется в EXPLO5 v.6.04.02 для расчета, чтобы получить значение теоретического удельного импульса PAP-H4 равное 255,4 с.

Объем газа, образующегося на моль PAP-H4: продукт полного взрыва энергетического материала в бескислородной среде оценивают по литературным данным (J. Am. Chem. Soc .2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141), а конечными продуктами разложения являются: газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода, двуокись углерода и т.п., и твердые вещества, такие как хлорат металла, простое вещество углерод (если атомов кислорода недостаточно для полного перевода всех атомов углерода в углекислый газ) и тому подобное. Следовательно, после полного взрыва 1 моль PAP-H4 в бескислородной среде образуется 14,25 моль газообразных веществ, а остается 2,75 моль простых веществ углерода. При условии, что смешано достаточное количество окислителя (например, обычный NH₄ClO₄), после полного взрыва PAP-H4 не остается остатка.

Пример 4

Синтез и тестирование (C₆H₁₄N₂O)(NH₄)(ClO₄)₃ (DAP-O4) (общая формула ABX₃, где A представляет собой 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, B представляет собой NH₄⁺, а X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 5,74 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72 % прибавляли к 15 мл воды, 2,35 г перхлората аммония было добавлено к смешанному раствору при перемешивании, и смесь перемешивали в течение 5 мин при нормальной температуре;

2) 2,24 г 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана медленно добавляли к 5,9 мл 30% перекиси водорода на ледяной бане, смесь перемешивали в течение 5 мин, затем температуру восстанавливали до комнатной температуры, и смесь перемешивали в течение 30 мин; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) были смешаны, перемешивали в течение 10 мин и фильтровали, осадок промывали этанолом, осадок подвергали вакуумной сушке с получением твердого порошка, который был идентифицирован как чистая фаза DAP-O4 с помощью порошковой рентгеновской дифракции, с выходом 85%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 15.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов показаны в Таблице 4.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика DAP-O4 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для DAP-O4 показана на фиг. 16. Из фиг. 16 видно, что энергетическое соединение DAP-O4 в порошкообразном состоянии разлагается при температуре пика разложения 352,0°C, картина пика разложения является резкой, а энергетическое соединение разлагается быстро.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения DAP-O4, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): значение теплоты разложения (значение энтальпии разложения ΔH_det) DAP-O4 рассчитанное (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422) на основе DFT составляет около 1,48 ккал/г, а рассчитанная по формуле Камлета-Якоба скорость детонации DAP-O4 составляет около 8,90 км/с, а давление детонации около 35,7 ГПа.

Теоретический удельный импульс энергетического соединения DAP-O4, рассчитанный с помощью DFT и программного обеспечения EXPLO5: энтальпия образования DAP-O4, рассчитанная (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422) на основе DFT, составляет около -436,1 кДж/моль, а теоретическое значение удельного импульса энергетического соединения DAP-O4, рассчитанное путем подстановки энтальпии образования в EXPLO5 v.6.04.02, составляет 262,4 с.

Объем газа, образующегося на моль DAP-O4: в отношении суждения о продуктах, образующихся в результате полного взрыва энергетического материала в бескислородной среде, продуктами его разложения в конечном итоге являются газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и углекислый газ, и твердые вещества, такие как хлораты металлов и элементарный углерод (в случае, когда атомов кислорода недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в диоксид углерода) согласно литературным данным (J. Am. Chem. Soc .2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141). Таким образом, 1 моль DAP-O4 может образовать 14,75 моль газообразных веществ после полного взрыва в бескислородной среде, при этом остается 3,25 моль элементарного углерода. При условии, что смешано достаточное количество окислителей (например, обычный NH₄ClO₄), DAP-O4 не содержит твердых остатков после полного взрыва.

Пример 5

Синтез и тестирование (C₇H₁₆N₂)(NH₄)(ClO₄)₃ (DAP-M4) (общая формула ABX₃, где A представляет собой 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, B представляет собой NH₄⁺, а X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 5,74 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72 % прибавляли к 15 мл воды, 2,35 г перхлората аммония было добавлено к смешанному раствору при перемешивании, и смесь перемешивали в течение 5 мин при нормальной температуре;

2) 5,08 г 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октаниодида добавляли в 5 мл воды для растворения; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) смешивали, перемешивали в течение 10 мин и фильтровали, осадок промывали этанолом, осадок подвергали вакуумной сушке с получением твердого порошка, который был идентифицирован как чистая фаза DAP-M4 с помощью порошковой рентгеновской дифракции, с выходом 70%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: показана порошковая рентгенограмма при комнатной температуре, показанная на фиг. 17.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов показаны в таблице 5.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика DAP-M4 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для DAP-M4 показана на фиг. 18. Из фиг. 18 видно, что энергетическое соединение DAP-M4 в порошкообразном состоянии разлагается при температуре пика разложения 364,0°С, картина пика разложения является резкой, и энергетическое соединение разлагается быстро.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения DAP-M4, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): значение теплоты разложения (значение энтальпии разложения ΔH_det) DAP-M4, рассчитанное (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422) на основе DFT составляет около 1,20 ккал/г, а рассчитанная по формуле Камлета-Якоба скорость детонации DAP-M4 составляет около 8,08 км/с, а давление детонации около 28,8 ГПа.

Теоретический удельный импульс энергетического соединения DAP-M4, рассчитанный с помощью DFT и программного обеспечения EXPLO5: энтальпия образования DAP-M4, рассчитанная (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422) на основе DFT, составляет около -839,1 кДж/моль, а теоретическое значение удельного импульса энергетического соединения DAP-M4, рассчитанное путем подстановки энтальпии образования в EXPLO5 v.6.04.02, составляет 225,2 с.

Объем произведенного газа на моль DAP-M4:

Что касается суждения о продуктах, происходящих в результате полного взрыва энергетического материала в бескислородной среде, то продуктами его финального разложения являются газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и двуокись углерода, и твердые вещества, такие как хлораты металлов и элементарный углерод (в случае, если атомов кислорода недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в диоксид углерода) согласно литературным данным (. Am. Chem. Soc .2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141). Таким образом, 1 моль DAP-M4 может образовать 14,75 моль газообразных веществ после полного взрыва в бескислородной среде с остатком 5,25 моль элементарного углерода. При условии, что смешано достаточное количество окислителей (например, обычный NH₄ClO₄), DAP-M4 не содержит твердых остатков после полного взрыва.

Пример 6

Синтез и тестирование (C₄H₁₂N₂)[Ag(ClO₄)₃] (PAP-5) (общая формула ABX₃, где A представляет собой пиперазин-1,4-дииум, B представляет собой Ag⁺ и X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 5,74 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72 % прибавляли к 5 мл воды, 4,14 г перхлората серебра было снова добавлено к раствору при перемешивании, и смесь перемешивали в течение 5 мин при нормальной температуре;

2) 2,19 г пиперазина добавляли в 5 мл воды для растворения; а также

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) были смешаны, перемешивали в течение 10 мин и фильтровали, осадок промывали этанолом, осадок подвергали вакуумной сушке с получением твердого порошка, который был идентифицирован как чистая фаза PAP-5 с помощью порошковой рентгеновской дифракции, с выходом 75%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 19.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов показаны в Таблице 6.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика PAP-5 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для PAP-5 показана на фиг. 20. Из фиг. 20 видно, что энергетическое соединение PAP-5 в порошкообразном состоянии разлагается при температуре пика разложения 341,6°С, картина пика разложения является резкой, и энергетическое соединение разлагается быстро.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения PAP-5, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): значение теплоты разложения (значение энтальпии разложения ΔH_det) PAP-5 (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422) рассчитанное на основе DFT составляет около 1,17 ккал/г, а рассчитанная по формуле Камлета-Якоба скорость детонации PAP-5 составляет около 8,96 км/с, а давление детонации около 42,4 ГПа.

Объем выделяемого газа на моль PAP-5: в отношении продуктов полного взрыва энергетического материала в бескислородной среде, продуктами его разложения являются в конечном итоге газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и углекислый газ, и твердые вещества, такие как хлораты металлов и элементарный углерод (в случае, когда атомов кислорода недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в диоксид углерода) согласно литературным данным (J. Am. Chem. Soc .2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141). Таким образом, 1 моль PAP-5 может образовать 11,5 моль газообразных веществ после полного взрыва в бескислородной среде, при этом остается 0,5 моль элементарного углерода и 1 моль твердого хлорида серебра. При условии, что смешано достаточное количество окислителей (например, обычный NH₄ClO₄), после полного взрыва 1 моля PAP-5 остается 1 моль твердого хлорида серебра.

Пример 7

Синтез и тестирование (C₅H₁₄N₂)[Ag(ClO₄)₃] (PAP-M5) (общая формула ABX₃, где A представляет собой 1-метилпиперазин-1,4-дииум, B представляет собой Ag⁺ и X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 5,74 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72 % прибавляли к 2 мл воды, 4,14 г перхлората серебра снова добавляли при перемешивании, и смесь перемешивали в течение 5 мин при нормальной температуре;

2) 2,00 г 1-метилпиперазина добавляли в 2 мл воды для растворения; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) были смешаны, перемешивали в течение 10 мин и фильтровали, осадок промывали этанолом, осадок подвергали вакуумной сушке с получением твердого порошка, который был идентифицирован как чистая фаза PAP-M5 с помощью порошковой рентгеновской дифракции, с выходом 75%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 21.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов показаны в Таблице 7.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика PAP-M5 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для PAP-M5 показана на фиг. 22. Из фиг. 22 видно, что энергетическое соединение PAP-M5 в порошкообразном состоянии разлагается при температуре пика разложения 308,3°С, картина пика разложения является резкой, и энергетическое соединение разлагается быстро.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения PAP-M5, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): значение теплоты разложения (значение энтальпии разложения ΔH_det) PAP-M5 рассчитанное (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422) на основе DFT составляет около 1,29 ккал/г, а рассчитанная по формуле Камлета-Якоба скорость детонации PAP-M5 составляет около 8,73 км/с, а давление детонации около 39,2 ГПа.

Объем выделяемого газа на моль PAP-M5: в отношении суждения о продуктах полного взрыва энергетического материала в бескислородной среде, продуктами его разложения являются в конечном итоге газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и углекислый газ, и твердые вещества, такие как хлораты металлов и элементарный углерод (в случае, когда атомов кислорода недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в диоксид углерода) согласно литературным данным (J. Am. Chem. Soc .2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141). Таким образом, 1 моль PAP-M5 может образовать 12 моль газообразных веществ после полного взрыва в бескислородной среде, при этом остается 2 моля элементарного углерода и 1 моль твердого хлорида серебра. При условии, что смешано достаточное количество окислителей (например, обычный NH₄ClO₄), после полного взрыва 1 моля PAP-M5 остается 1 моль твердого хлорида серебра.

Пример 8

Синтез и тестирование (C₅H₁₄N₂)[Ag(ClO₄)₃] (PAP-H5) (общая формула ABX₃, где A представляет собой 1,4-диазепан-1,4-дииум, B представляет собой Ag⁺ и X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 5,74 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72 % прибавляли к 2 мл воды, 4,14 г перхлората серебра снова добавляли при перемешивании и смесь перемешивали в течение 5 мин при нормальной температуре;

2) 2,00 г гомопиперазина добавляли в 2 мл воды для растворения; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) были смешаны, перемешивали в течение 10 мин и фильтровали, осадок промывали этанолом, осадок подвергали вакуумной сушке с получением твердого порошка, который был идентифицирован как чистая фаза PAP-H5 с помощью порошковой рентгеновской дифракции, с выходом 75%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 23.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов показаны в Таблице 8.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика PAP-H5 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для PAP-H5 показана на фиг. 24. Из фиг. 24 видно, что энергетическое соединение PAP-H5 в порошкообразном состоянии разлагается при температуре пика разложения 328,7°C, картина пика разложения является резкой, и энергичное соединение разлагается быстро.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения PAP-H5, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): значение теплоты разложения (значение энтальпии разложения ΔH_det) PAP-H5 рассчитанное (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422) на основе DFT составляет около 1,28 ккал/г, а рассчитанная по формуле Камлета-Якоба скорость детонаци PAP-H5 составляет около 8,69 км/с, а давление детонации составляет около 38,7 ГПа.

Объем газа, образующегося на моль PAP-H5: в отношении суждения продуктов, образующихся в результате полного взрыва энергетического материала в бескислородной среде, продуктами его разложения в конечном итоге являются газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и углекислый газ, и твердые вещества, такие как хлораты металлов и элементарный углерод (в случае, когда атомов кислорода недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в диоксид углерода) согласно литературным данным (J. Am. Chem. Soc .2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141). Таким образом, 1 моль PAP-H5 может образовать 12 моль газообразных веществ после полного взрыва в бескислородной среде, при этом остается 2 моля элементарного углерода и 1 моль твердого хлорида серебра. При условии, что смешано достаточное количество окислителей (например, обычный NH₄ClO₄), после полного взрыва 1 моля PAP-H5 остается 1 моль твердого хлорида серебра.

Пример 9

Синтез и тестирование (C₆H₁₄N₂)[Ag(ClO₄)₃] (DAP-5) (общая формула ABX₃, где A представляет собой 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, B представляет собой Ag⁺ и X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 5,74 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72 % прибавляли к 5 мл воды, 4,14 г перхлората серебра снова добавляли при перемешивании раствора и смесь перемешивали в течение 5 мин при нормальной температуре;

2) 2,24 г 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана добавляли в 5 мл воды для растворения; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) были смешаны, перемешивали в течение 10 мин и фильтровали, осадок промывали этанолом, осадок подвергали вакуумной сушке с получением твердого порошка, который был идентифицирован как чистая фаза DAP-5 с помощью порошковой рентгеновской дифракции, с выходом 90%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 25.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов показаны в таблице 9.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика DAP-5 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для DAP-5 показана на фиг. 26. Из фиг. 26 видно, что энергетическое соединение DAP-5 в порошкообразном состоянии разлагается при температуре пика разложения 313,7°C, картина пика разложения является резкой, и энергетическое соединение разлагается быстро.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения DAP-5, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): значение теплоты разложения (значение энтальпии разложения ΔH_det) DAP-5, рассчитанное (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422) на основе DFT составляет около 1,14 ккал/г, а рассчитанная по формуле Камлета-Якоба скорость детонации DAP-5 составляет около 8,59 км/с, а давление детонации около 38,5 ГПа.

Объем газа, образующегося на моль DAP-5: в отношении суждения продуктов полного взрыва энергетического материала в бескислородной среде, продуктами его разложения окончательно являются газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и углекислый газ, и твердые вещества, такие как хлораты металлов и элементарный углерод (в случае, когда атомов кислорода недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в диоксид углерода) согласно литературным данным (J. Am. Chem. Soc .2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141). Таким образом, 1 моль DAP-5 мог образовать 12 моль газообразных веществ после полного взрыва в бескислородной среде, при этом осталось 3 моля элементарного углерода и 1 моль твердого хлорида серебра. При условии, что смешано достаточное количество окислителей (например, обычный NH₄ClO₄), после полного взрыва 1 моля DAP-5 остается 1 моль твердого хлорида серебра.

Пример 10

Синтез и тестирование (C₄H₁₂N₂)[K(ClO₄)₃] (PAP-2) (общая формула ABX₃, где A представляет собой пиперазин-1,4-дииум, B представляет собой K⁺ и X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 1,72 г пиперазина и 0,25 г гомопиперазина прибавляли к 5 мл воды для растворения, добавляли 8,61 г раствора перхлорной кислоты с массовой долей 70-72% и перемешивали в течение 5 мин при нормальной температуре;

2) 2,77 г перхлората калия добавляли к 5 мл воды, нагревали и перемешивали до растворения; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) смешивали, перемешивали в течение 30 мин и фильтровали, осадок промывали этанолом, осадок подвергали вакуумной сушке с получением твердого порошка, который был идентифицирован как чистая фаза PAP-2 с помощью порошковой рентгеновской дифракции, с выходом 70%.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов показаны в таблице 10.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения PAP-2, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): значение теплоты разложения (значение энтальпии разложения ΔH_det) PAP-2 рассчитанное (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422) на основе DFT составляет около 1,29 ккал/г, а рассчитанная по формуле Камлета-Якоба скорость детонации PAP-2 составляет около 8,78 км/с, а давление детонации около 36,6 ГПа.

Объем газа, образующегося на моль PAP-2: в отношении суждения продуктов, образующихся в результате полного взрыва энергетического материала в бескислородной среде, продуктами его разложения в конечном итоге были газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и углекислый газ, и твердые вещества, такие как хлораты металлов и элементарный углерод (в случае, когда атомов кислорода недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в диоксид углерода) согласно литературным данным (J. Am. Chem. Soc .2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141). Таким образом, 1 моль PAP-2 мог образовать 11,5 моль газообразных веществ после полного взрыва в бескислородной среде, при этом осталось 0,5 моль элементарного углерода и 1 моль твердого хлорида калия. При условии, что смешано достаточное количество окислителей (например, обычного NH₄ClO₄), после полного взрыва 1 моля PAP-2 остается 1 моль твердого хлорида калия.

Пример 11

Синтез и тестирование (C₅H₁₄N₂)[K(ClO₄)₃] (PAP-H2) (общая формула ABX₃, A представляет собой 1,4-диазепан-1,4-дииум, B представляет собой K⁺, а X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 2,00 г гомопиперазина растворяли в 5 мл воды, добавляли 8,61 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72% и перемешивали при комнатной температуре в течение 5 мин;

2) 2,77 г перхлората калия добавляли к 5 мл воды, нагревали и перемешивали до растворения; а также

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) смешивали, перемешивали в течение 30 мин и фильтровали, а осадки промывали этанолом и сушили в вакууме с получением твердого порошка, который идентифицировали как чистую фазу PAP-H2 по X- рентгеновской порошковой дифракции и имел выход 80%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 27.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные определения кристаллов представлены в Таблице 11.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика PAP-H2 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для PAP-H2 показана на фиг. 28. Из фиг. 28 видно, что порошкообразное энергетическое соединение PAP-H2 разлагается при температуре пика разложения 367,4°С, форма пика разложения острая, разложение быстрое.

Ударочувствительность и чувствительность к трению PAP-H2: в соответствии с методами испытаний на удар и трение, разработанными Федеральным институтом исследования и испытаний материалов (BAM), ударочувствительность PAP-H2 составляет 27,5 Дж, а чувствительность к трению PAP- H2 составляет 7 Н.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения PAP-H2, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): согласно DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), теплота разложения (энтальпия разложения ΔH_det) PAP-H2 рассчитывается как около 1,27 ккал/г, а по формуле Камлета-Якоба скорость детонации PAP-5 составляет около 8,17 км/с, а давление детонации составляет около 31,1 ГПа.

Объем газа, образующегося на моль PAP-H2: относительно оценки продукта полной детонации энергетических материалов в бескислородной среде, согласно литературе (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141), конечными продуктами разложения являются: газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и двуокись углерода, и твердые вещества, такие как хлоридные соли металлов и элементарный углерод (если атомов кислорода недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в углекислый газ). Следовательно, после полной детонации 1 моля PAP-H2 в бескислородной среде может образоваться 12 моль газообразных веществ, а останется 2 моля элементарного углерода и 1 моль твердого вещества хлорида калия. В случае смешивания достаточного количества окислителя (например, обычно используемого NH₄ClO₄) после полной детонации 1 моля PAP-H2 остается 1 моль твердого вещества хлорида калия.

Пример 12

Синтез и испытание (C₆H₁₄N₂)(NH₃OH)(ClO₄)₃ (DAP-6) (общая формула ABX₃, A представляет собой 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, B представляет собой NH₃OH⁺, и X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 5,74 г раствора перхлорной кислоты с массовой долей 70%-72% прибавляли к 5 мл воды, затем при перемешивании добавляли 1,32 г раствора гидроксиламина с массовой долей 50% и перемешивали при комнатной температуре в течение 5 мин;

2) 2,24 г 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана растворяли в 5 мл воды; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) смешивали, перемешивали в течение 10 мин, фильтровали, осадки промывали н-бутанолом и сушили в вакууме с получением твердого порошка, который идентифицировали как чистую фазу DAP-6 по порошковой рентгеновской дифракции и имел выход 80%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 29.

Испытание на характеристику монокристаллической структуры: схематическая диаграмма кристаллической структуры показана на фиг. 5. Как видно на фиг. 5, шесть ионов ClO₄^- находятся в X участке вокруг иона NH₃OH⁺ в B участке, образуя сжатый октаэдр, соседние ионы NH₃OH⁺ связаны тремя ионами μ_2-ClO₄^-, образуя одномерную цепочку в направление b-оси, а органический катион 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум (H₂dabco²⁺) в A участке заполняет межцепочечное пространство. Подробные данные измерений кристаллов показаны в Таблице 12.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика DAP-6 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для DAP-6 показана на фиг. 30. Из фиг. 30 видно, что температура пика разложения порошкообразного энергетического соединения DAP-6 составляет 246,1°С, а форма пика разложения острая, что указывает на очень быстрый процесс разложения.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения DAP-6, полученные согласно теории функционала плотности (DFT): согласно DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), теплота разложения (энтальпия разложения ΔH_det) DAP-6 составляет около 1,52 ккал/г, а по формуле Камлета-Якоба скорость детонации DAP-6 составляет около 9,12 км/с, а давление детонации составляет около 38,1 ГПа.

Теоретический удельный импульс энергетического соединения DAP-6, рассчитанный с помощью DFT и программного обеспечения EXPLO5: согласно DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), энтальпия образования DAP-6 составляет около - 373,7 кДж/моль, и энтальпия образования подставляется в EXPLO5 v.6.04.02 для расчета теоретического удельного импульса DAP-6 равного 265,3 с.

Параметр кислородного баланса и объем выделяемого газа на моль DAP-6: для кислородного баланса, полученного на основе расчета произведения CO₂, то есть для молекулярной формулы C_aH_bN_cCl_dO_e, параметр кислородного баланса составляет OB[%] = 1600[e - 2a - (b - d)/2]/MW, где MW представляет собой относительную молекулярную массу молекулы; а параметр кислородного баланса DAP-6 рассчитан как -23,3%. Что касается оценки продукта полной детонации энергетических материалов в бескислородной среде, согласно литературе (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141), конечными продуктами разложения являются: газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и двуокись углерода, и твердые вещества, такие как элементарный углерод (если атомов кислорода недостаточно для полного превращения всего углерода атомов в углекислый газ). Следовательно, после полной детонации 1 моля DAP-6 в бескислородной среде может образоваться 14,75 моль газообразных веществ, а останется 3,25 моль элементарного углерода. В случае смешивания достаточного количества окислителя (например, обычно используемого NH₄ClO₄) после полной детонации DAP-6 не остается твердого вещества.

Пример 13

Синтез и тестирование (C₆H₁₄N₂)(NH₃NH₂)(ClO₄)₃ (DAP-7) (общая формула ABX₃, A представляет собой 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, B представляет собой NH₂NH₃⁺, и X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 2,24 г 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана растворяли в 5 мл воды, добавляли при перемешивании 5,74 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70%-72% и перемешивали при комнатной температуре в течение 5 мин; и

2) при перемешивании добавляли 1,02 г жидкого гидразингидрата, перемешивали в течение 10 мин, фильтровали, осадки промывали этанолом и сушили в вакууме с получением твердого порошка, который идентифицировали как чистую фазу DAP-7 с помощью порошковой рентгеновской дифракции и имел выход 90%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 31.

Испытание на характеристику монокристаллической структуры: схематическая диаграмма кристаллической структуры показана на фиг. 6. Как видно на фиг. 6, шесть ионов ClO₄^- находятся в X участках вокруг иона NH₂NH₃⁺ в B участках, образуя сжатый октаэдр, соседние ионы NH₂NH₃⁺ связаны тремя ионами μ_2-ClO₄^-, образуя одномерную цепочку в направление b-оси, а органический катион 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум (H₂dabco²⁺) катион в A участке заполняет межцепочечное пространство. Подробные данные измерений кристаллов показаны в Таблице 13.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика DAP-7 дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для DAP-7 показана на фиг. 32. Из фиг. 32 видно, что температура пика разложения порошкообразного энергетического соединения DAP-7 составляет 376,1°С, а форма пика разложения острая, что свидетельствует об очень быстром процессе разложения.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения DAP-7, полученные согласно теории функционала плотности (DFT): согласно DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), теплота разложения (энтальпия разложения ΔH_det) DAP-7 составляет около 1,43 ккал/г, а по формуле Камлета-Якоба скорость детонации DAP-7 составляет около 8,88 км/с, а давление детонации составляет около 35,8 ГПа.

Теоретический удельный импульс энергетического соединения DAP-7, рассчитанный с помощью DFT и программного обеспечения EXPLO5: согласно DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422) энтальпия образования DAP-7 составляет около - 362,1 кДж/моль, и энтальпия образования подставляется в EXPLO5 v.6.04.02 для расчета теоретического удельного импульса DAP-7, равного 256,9 с.

Параметр кислородного баланса и объем выделяемого газа на моль DAP-7: для кислородного баланса, полученного на основе расчета произведения CO₂, то есть для молекулярной формулы C_aH_bN_cCl_dO_e, параметр кислородного баланса составляет OB[%] = 1600[e - 2a - (b - d)/2]/MW, где MW представляет собой относительную молекулярную массу молекулы; а параметр кислородного баланса DAP-7 рассчитан как -28,7%. Что касается оценки продукта полной детонации энергетических материалов в бескислородной среде, согласно литературе (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141), конечными продуктами разложения являются: газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и двуокись углерода, и твердые вещества, такие как элементарный углерод (если атомов кислорода недостаточно для полного превращения всего углерода атомов в углекислый газ). Следовательно, после полной детонации 1 моля DAP-7 в бескислородной среде может образоваться 15 молей газообразных веществ, а останется 4 моля элементарного углерода. В случае смешивания достаточного количества окислителя (например, обычно используемого NH₄ClO₄) после полной детонации DAP-7 не остается твердого вещества.

Пример 14

Синтез и тестирование (H₂EA)₂(NH₄)(ClO₄)₅(EAP) (общая формула B'₂A'X₅, A' представляет собой NH₄⁺, B представляет собой катион этилендиаммония H₂EA₂²⁺, а X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 7,14 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72% прибавляли к 1 мл воды и равномерно перемешивали;

2) 1,20 г этилендиамина добавляли к 4 мл воды и равномерно перемешивали; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) смешивали и перемешивали в течение 10 мин, затем при перемешивании добавляли 1,4 г водного раствора аммиака с массовой долей 25%, перемешивали 30 мин, фильтровали и отфильтровывали осадок, промывали ацетоном и сушили в вакууме с получением твердого порошка, который был идентифицирован как чистая фаза EAP методом порошковой рентгеновской дифракции и имел выход 80%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 33.

Испытание на характеристику монокристаллической структуры:

Схематическая диаграмма кристаллической структуры показана на фиг. 8. Как видно на фиг. 8, соседние ионы NH₄⁺ соединены в ромбовидную сетчатую структуру с длиной стороны 7,205 , в независимом звене структуры есть два вида перхлоратов, соседние ионы Cl1 (из ClO₄^-) в одном из перхлоратов также соединены с образованием ромбовидной сетчатой структуры с длиной стороны 7,205 , два набора ромбовидных сеток перемежаются друг с другом, вокруг каждого иона NH₄⁺ имеется 6 катионов этилендиаммония и Cl1, образуя октаэдрическую структуру, три октаэдра соединены μ3-этилендиаммоний катионом, а другой перхлорат (Cl2) расположен среди трех октаэдров. Подробные данные измерений кристаллов приведены в Таблице 14.

^[a] R₁ = ∑||F_o| − |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика EAP дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для EAP показана на фиг. 34. Из фиг. 34 видно, что порошкообразное энергетическое соединение EAP имеет два экзотермических пика разложения, а температуры пиков составляют 304,2°С и 376,0°С соответственно.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения EAP, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): Согласно DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), теплота разложения (энтальпия разложения ΔH_det) EAP составляет около 1,21 ккал/г, а по формуле Камлета-Якоба скорость детонации EAP составляет около 8,97 км/с, а давление детонации составляет около 37,0 ГПа.

Объем газа, образующегося на моль EAP: относительно оценки продукта полной детонации энергетических материалов в бескислородной среде, согласно литературе (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141), конечными продуктами разложения являются все газообразные продукты: газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода, диоксид углерода и кислород. Следовательно, после полной детонации 1 моля EAP в бескислородной среде может образоваться 22,25 моль газообразных веществ.

Пример15

Синтез и тестирование (C₄H₁₂N₂)(H₂EA)(ClO₄)₄(PEP) (общая формула AB'X₄, A представляет собой пиперазин-1,4-дииум, B представляет собой катион этилендиаммония H₂EA₂²⁺, а X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 11,43 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72% добавляли к 15 мл воды, и при перемешивании добавляли 1,20 г этилендиамина и перемешивали при комнатной температуре в течение 5 мин;

2) 1,72 г безводного пиперазина растворяли в 5 мл воды; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) смешивали, перемешивали в течение 10 мин, фильтровали, осадки промывали этанолом и сушили в вакууме с получением твердого порошка, который идентифицировали как чистую фазу PEP посредством порошковой рентгеновской дифракции и имел выход 85%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 35.

Испытание на характеристику монокристаллической структуры: схематическая диаграмма кристаллической структуры показана на фиг. 7. Вокруг каждого иона H₂EA²⁺ имеется десять ионов ClO₄^-, образующих неправильный додекаэдр (как показано на фиг. 7a), соседние ионы H₂EA²⁺ связаны четырьмя ионами μ₄-ClO₄^- и шестью ионами μ_2-ClO₄^-, образуя слоистую структуру в направлениях b-оси и с-оси (как показано на Рис. 7b), а катионы пиперазина и анионы перхлората расположены попеременно между двумя соседними слоями (как показано на фиг. 7c). Подробные данные измерений кристаллов приведены в Таблице 15.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика PEP дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для PEP показана на фиг. 36. Из фиг. 36 видно, что порошкообразное энергетическое соединение PEP разлагается при температуре пика разложения 311,6°С, форма пика разложения острая, разложение быстрое. Впоследствии происходят два устойчивых медленных разложения с пиковыми температурами 336,1°С и 391,7°С соответственно.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения PEP, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): согласно DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), теплота разложения (энтальпия разложения ΔH_det) PEP составляет около 1,46 ккал/г, а по формуле Камлета-Якоба скорость детонации PEP составляет около 9,09 км/с, а давление детонации составляет около 37,6 ГПа.

Объем газа, образующегося на моль PEP: относительно суждения оценки продукта полной детонации энергетических материалов в бескислородной среде, согласно литературе (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141), конечными продуктами разложения являются: газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и двуокись углерода, и твердые вещества, такие как элементарный углерод (если кислород атомов недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в углекислый газ). Следовательно, после полной детонации 1 моля PEP в бескислородной среде может образоваться 18,5 моль газообразных веществ и останется 2,5 моль элементарного углерода. В случае смешивания достаточного количества окислителя после полной детонации PEP не остается твердого вещества.

Пример 16

Синтез и тестирование (C₅H₁₄N₂)(H₂EA)(ClO₄)₄(MPEP) (общая формула AB'X₄, A представляет собой 1-метилпиперазин-1,4-дииум, B представляет собой катион этилендиаммония H₂EA₂²⁺, а X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 11,43 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72% добавляли к 15 мл воды, при перемешивании добавляли 1,20 г этилендиамина и перемешивали при комнатной температуре в течение 5 мин;

2) 2,00 г 1-метилпиперазина растворяли в 5 мл воды; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) смешивали, перемешивали в течение 10 мин и фильтровали, а осадки промывали этанолом и сушили в вакууме с получением твердого порошка, который идентифицировали как чистую фазу MPEP посредством порошковой рентгеновской дифракции и имел выход 80%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 37.

Испытание на определение структуры монокристалла: подробные данные измерений кристаллов показаны в Таблице 16.

^[a] R₁= ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика MPEP дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA для MPEP показана на фиг. 38. Из фиг. 38 видно, что порошкообразное энергетическое соединение MPEP имеет несколько стадий разложения и разлагается при температуре пика разложения 299,2°С, причем разложение происходит быстро. Впоследствии происходят два устойчивых медленных разложения с пиковыми температурами 322,0°С и 366,1°С соответственно.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения MPEP, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): согласно DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), теплота разложения (энтальпия разложения ΔH_det) MPEP составляет около 1,40 ккал/г, а по формуле Камлета-Якоба скорость детонации MPEP составляет около 8,73 км/с, а давление детонации составляет около 34,0 ГПа.

Объем газа, произведенного на моль MPEP: относительно оценки продукта полной детонации энергетических материалов в бескислородной среде, согласно литературе (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141), конечными продуктами разложения являются: газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и двуокись углерода, и твердые вещества, такие как элементарный углерод (если кислород атомов недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в углекислый газ). Следовательно, после полной детонации 1 моля MPEP в бескислородной среде может образоваться 19 моль газообразных веществ, а останется 4 моля элементарного углерода. В случае подмешивания достаточного количества окислителя после полной детонации MPEP не остается твердого вещества.

Пример 17

Синтез и тестирование (C₅H₁₄N₂)(H₂EA)(ClO₄)₄(HPEP) (общая формула AB'X₄, A представляет собой 1,4-диазепан-1,4-дииум, B представляет собой катион этилендиаммония H₂EA₂²⁺, а X представляет собой ClO₄^-)

Метод синтеза:

1) 11,43 г раствора перхлорной кислоты массовой долей 70-72% добавляли к 15 мл воды, при перемешивании добавляли 1,20 г этилендиамина и перемешивали при комнатной температуре в течение 5 мин;

2) 2,00 г гомопиперазина растворяли в 5 мл воды; и

3) растворы на стадии 1) и стадии 2) смешивали, перемешивали в течение 10 мин и фильтровали, а осадки промывали этанолом и сушили в вакууме с получением твердого порошка, который идентифицировали как чистую фазу HPEP посредством порошковой рентгеновской дифракции и имел выход 75%.

Идентификационная картина порошковой рентгеновской дифракции: картина порошковой рентгеновской дифракции при комнатной температуре показана на фиг. 39.

Испытание на определение структуры монокристалла: Подробные данные измерений кристаллов показаны в Таблице 17.

^[a] R₁ = ∑||F_o| - |F_c||/∑|F_o|; ^[b] wR₂ = {∑w[(F_o)² - (F_c)²]²/ ∑w[(F_o)²]²}¹^/²;

Характеристика HPEP дифференциальным термическим анализом (DTA): кривая DTA HPEP показана на фиг. 40. Из фиг. 40 видно, что порошкообразное энергетическое соединение HPEP разлагается при температуре пика разложения 324,6°C, причем разложение происходит быстро.

Теплота детонации, давление детонации и скорость детонации энергетического соединения HPEP, полученные в соответствии с теорией функционала плотности (DFT): согласно DFT (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422), теплота разложения (энтальпия разложения ΔH_det) HPEP составляет около 1,40 ккал/г, а по формуле Камлета-Якоба скорость детонации HPEP составляет около 8,76 км/с, а расчетное давление детонации составляет около 34,4 ГПа.

Объем газа, произведенного на моль HPEP: относительно оценки продукта полной детонации энергетических материалов в бескислородной среде, согласно литературе (J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1422; J. Phys. Chem. A 2014, 118, 4575; Chem. Eur. J. 2016, 22, 1141), конечными продуктами разложения являются: газообразные вещества, такие как азот, галогеноводород, вода и двуокись углерода, и твердые вещества, такие как элементарный углерод (если кислород атомов недостаточно для полного превращения всех атомов углерода в углекислый газ). Следовательно, после полной детонации 1 моля HPEP в бескислородной среде может образоваться 19 молей газообразных веществ, а останется 4 моля элементарного углерода. В случае подмешивания достаточного количества окислителя после полной детонации HPEP твердого вещества не остается.

В таблице 18 показано сравнение характеристик соединений из примеров 14-17 (с общими формулами AB'X₄ и B'₂A'X₅) и сравнительного примера (с химической формулой AB'X₄, A представляет собой 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииум, B представляет собой катион этилендиаммония H₂EA₂²⁺, X представляет собой ClO₄^-).

ρ представляет собой удельный вес, Q представляет собой теплоту детонации, D представляет собой скорость детонации, P представляет собой давление детонации, ΔH_f представляет собой энтальпию образования, полученную в соответствии с гипотетической реакцией детонации по закону Гесса путем инверсии, I_sp представляет собой удельный импульс, рассчитанный с помощью программного обеспечения EXPLO5 v6.04.02 по энтальпии образования, полученной путем инверсии, а OB представляет кислородный баланс, полученный на основе расчета СО2. Когда молекулярная формула C_aH_bN_cCl_dO_e, OB[%] = 1600 [ e - 2a - ( b - d ) / 2 ] / MW, где MW представляет собой относительную молекулярную массу молекулы.

Из приведенных выше примеров видно, что:

1) По сравнению со сравнительным примером, кислородный баланс в примерах 14, 15, 16 и 17 настоящей заявки ближе к нулевому кислородному балансу. В частности, параметр кислородного баланса примера 14 является положительным, что означает, что его можно использовать в качестве окисляющего ингредиента в различных составах.

2) По сравнению со сравнительным примером, пример 15 имеет аналогичную (немного более высокую) плотность, но имеет лучшие характеристики, такие как более высокая теплота детонации, скорость детонации, давление детонации и удельный импульс.

3) По сравнению со сравнительным примером, кислородный баланс и плотность примера 14 значительно выше, и лучшие технические эффекты отражаются в таких показателях производительности, как скорость детонации и давление детонации.

Вышеуказанные реализации являются только предпочтительными реализациями этой заявки и не могут использоваться для ограничения объема защиты этой заявки. Любые несущественные изменения и замены, сделанные специалистами в данной области техники на основании этой заявки, подпадают под объем защиты, заявленной в этой заявке.

Группа изобретений включает ряд ионных соединений, способ их получения и применение их в качестве энергетических материалов. Соединение ABX₃, AB'X₄ или B'₂A'X₅ состоит из катиона A или катиона A', катиона B или катиона B' и аниона X, где катион A представляет собой двухвалентный азотсодержащий органический катион; катион B представляет собой по меньшей мере один из ионов щелочного металла и одновалентного азотсодержащего катиона; катион A' представляет собой по меньшей мере один из ионов щелочного металла и одновалентного азотсодержащего катиона; катион B' представляет собой насыщенный алифатический катион диаммония; анион X выбран по меньшей мере из одного из хлорат-иона, перхлорат-иона, бромат-иона, пербромат-иона, иодат-иона, периодат-иона, нитрат-иона, фульминат-иона, диазенильной группы и азид-иона. При условии, что, если соединение имеет формулу ABX₃, катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (I) и Формулы (II) и их производных, где каждый n₁, n₂, n₃, n₄ и n₅ является положительным целым числом; R₁, R₂, R₃ и R₄ выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитрогрупп; производные относятся к органической катионной частице, в которой атомы водорода замещены, одновременно или нет, заместителями и заместители включают метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, гидроксил, карбонил, карбоксил, амино, галоген, меркапто, перокси, диазенил или нитро,

при этом катион А выбран из по меньшей мере одного из органических катионов формулы (I) и их производных. Любой из n₁ и n₂ больше 2 или любой из R₁ и R₂ содержит по меньшей мере один атом углерода; или катион А выбран по меньшей мере из одного из органических катионов формулы (II) и их производных и любой из n₃, n₄ и n₅ больше 2 или любой из R₃ и R₄ содержит по меньшей мере один атом углерода. Обеспечивается реализация назначения. 3 н. и 46 з.п. ф-лы, 18 табл., 40 ил.

1. Соединение ABX₃, AB'X₄ или B'₂A'X₅, состоящее из катиона A или катиона A', катиона B или катиона B' и аниона X, где

катион A представляет собой двухвалентный азотсодержащий органический катион;

катион B представляет собой по меньшей мере один из ионов щелочного металла и одновалентного азотсодержащего катиона;

катион A' представляет собой по меньшей мере один из ионов щелочного металла и одновалентного азотсодержащего катиона;

катион B' представляет собой насыщенный алифатический катион диаммония; а также

анион X выбран по меньшей мере из одного из хлорат-иона, перхлорат-иона, бромат-иона, пербромат-иона, иодат-иона, периодат-иона, нитрат-иона, фульминат-иона, диазенильной группы и азид-иона,

при условии, что, если соединение имеет формулу ABX₃,

катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов Формулы (I) и Формулы (II) и их производных, где каждый n₁, n₂, n₃, n₄ и n₅ является положительным целым числом; R₁, R₂, R₃ и R₄ выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитрогрупп; производные относятся к органической катионной частице, в которой атомы водорода замещены, одновременно или нет, заместителями и заместители включают метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, гидроксил, карбонил, карбоксил, амино, галоген, меркапто, перокси, диазенил или нитро,

при этом катион А выбран из по меньшей мере одного из органических катионов формулы (I) и их производных и

любой из n₁ и n₂ больше 2 или любой из R₁ и R₂ содержит по меньшей мере один атом углерода;

или

катион А выбран по меньшей мере из одного из органических катионов формулы (II) и их производных и

любой из n₃, n₄ и n₅ больше 2 или любой из R₃ и R₄ содержит по меньшей мере один атом углерода.

2. Соединение по п. 1, в котором

соединение представляет собой соединение ABX₃, состоящее из катиона A, катиона B и аниона X.

3. Соединение по п. 1, в котором

соединение представляет собой соединение AB'X₄, состоящее из катиона A, катиона B' и аниона X, где

катион А представляет собой двухвалентный азотсодержащий моноциклический гетероциклический катион.

4. Соединение по п. 1, в котором соединение представляет собой соединение B'₂A'X₅, состоящее из катиона A', катиона B' и аниона X.

5. Соединение по п. 1 или 3, в котором

катион А выбран из по меньшей мере одного из ионов формулы (I) и формулы (II) и их производных, где каждый n₁, n₂, n₃, n₄ и n₅ представляет собой положительное целое число; R₁, R₂, R₃ и R₄ выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитрогрупп; производные относятся к органической катионной частице, в которой атомы водорода замещены, одновременно или нет, заместителями и заместители включают метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, гидроксил, карбонил, карбоксил, амино, галоген, меркапто, перокси, диазенил, нитро и т. д.,

где катион А выбран из по меньшей мере одного из органических катионов формулы (I) и их производных и

любой из n₁ и n₂ больше чем 2 или любой из R₁ и R₂ содержит по меньшей мере один атом углерода;

или

катион А выбран из по меньшей мере одного из органических катионов формулы (II) и их производных и

любой из n₃, n₄ и n₅ больше чем 2 или любой из R₃ и R₄ содержит по меньшей мере один атом углерода.

6. Соединение по любому из пп. 1-3 и 5, в котором катион А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

7. Соединение по любому из пп. 1, 2 и 6, в котором катион В выбран из по меньшей мере одного из иона калия, иона аммония, иона серебра, иона гидроксиламмония и иона гидразиния.

8. Соединение по п. 7, в котором катион В выбран из по меньшей мере одного из иона калия, иона аммония и иона серебра.

9. Соединение по п. 7, в котором катион В представляет собой ион калия.

10. Соединение по п. 7, в котором катион В представляет собой ион аммония.

11. Соединение по п. 7, в котором катион В представляет собой ион серебра.

12. Соединение по п. 7, в котором катион В выбран из по меньшей мере одного из иона гидроксиламмония и иона гидразиния.

13. Соединение по п. 7, в котором катион В представляет собой ион гидроксиламмония.

14. Соединение по п. 7, в котором катион В представляет собой ион гидразиния.

15. Соединение по любому из пп. 1 и 4, в котором катион A' представляет собой одновалентный азотсодержащий катион.

16. Соединение по п. 15, в котором катион A' имеет общую формулу NR₃R₄R₅R₆⁺, где R₃, R₄, R₅ и R₆ выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитрогрупп.

17. Соединение по любому одному из пп. 1, 3-6 и 15, 16, в котором

катион B' имеет общую формулу R₇R₈R₉N⁺--N⁺R₁₀R₁₁R₁₂, где n₃ представляет собой 1, 2, 3, 4 или 5, и R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ и R₁₂ выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила и трет-бутила.

18. Соединение по п. 17, в котором в катионе B' n₃ представляет собой 2 и/или R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ и R₁₂ представляют собой водород.

19. Соединение по п. 17, в котором катион B' представляет собой катион этилендиаммония.

20. Соединение по любому из пп. 1-19, в котором

анион X выбран из по меньшей мере одного из перхлорат иона, пербромат иона, периодат иона и нитрат иона.

21. Соединение по п. 20, в котором анион Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорат иона, пербромат иона и периодат иона.

22. Соединение по п. 20, в котором анион X представляет собой перхлорат ион.

23. Способ получения соединения по любому из пп. 1-22, включающий:

смешивание компонента А или компонента A', компонента В или компонента B' и компонента Х в любом порядке в жидкой реакционной системе и

получение твердого продукта, полученного в жидкой реакционной системе;

в котором

компонент А выбран из по меньшей мере одного из азотсодержащих органических соединений и их солей;

компонент В и компонент A' выбраны из по меньшей мере одного из солей и гидроксидов щелочных металлов, солей аммония, аммиака, солей серебра, солей одновалентных азотсодержащих катионов и одновалентных азотсодержащих оснований;

компонент B' выбран из по меньшей мере одного из насыщенных алифатических солей диаммония и насыщенных алифатических диаминов;

компонент X выбран из по меньшей мере одного из хлорной кислоты, хлората, хлорноватистой кислоты, перхлората, бромной кислоты, бромата, пербромовой кислоты, пербромата, йодистой кислоты, иодата, периодической кислоты, периодатата, азотной кислоты, нитрата, гремучей кислоты, гремунокислоты, азосолей и азидных солей; и

жидкая реакционная система представляет собой полярный растворитель, растворяющий компонент А или компонент A', компонент В или компонент B' и компонент Х;

при условии, что, если соединение имеет формулу ABX₃,

компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений Формулы (XI), соединений Формулы (XII), солей ионов Формулы (I), включая их ониевые соли, и солей ионов Формулы (II), включая их ониевые соли, и их производных, где каждый n₁, n₂, n₃, n₄ и n₅ является положительным целым числом; R₁, R₂, R₃ и R₄ выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитро групп; производные относятся к органической катионной частице, в которой атомы водорода замещены, одновременно или нет, заместителями и заместители включают метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, гидроксил, карбонил, карбоксил, амино, галоген, меркапто, перокси, диазенил или нитро,

при этом компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений Формулы (XI) и солей ионов Формулы (I), включая их ониевые соли, и их производных и

любой из n₁ и n₂ больше 2 или любой из R₁ и R₂ содержит по меньшей мере один атом углерода;

или

компонент А выбран по меньшей мере из одного из соединений Формулы (XII) и солей ионов Формулы (II), включая их ониевые соли, и их производных и

любой из n₃, n₄ и n₅ больше 2 или любой из R₃ и R₄ содержит по меньшей мере один атом углерода.

24. Способ по п. 23, в котором стадии дополнительно включают очистку.

25. Способ по п. 23 или 24, в котором

соединение представляет собой соединение ABX₃, состоящее из катиона A, катиона B и аниона X; и способ включает смешивание компонента А, компонента B и компонента X в любом порядке в системе жидкой реакции.

26. Способ по п. 23 или 24, в котором соединение представляет собой соединение AB'X₄, состоящее из катиона A, катиона B' и аниона X, где

катион А представляет собой двухвалентный азотсодержащий моноциклический гетероциклический катион;

компонент А выбран из по меньшей мере одного из двухвалентных азотсодержащих моноциклических гетероциклов и их солей, включая ониевые соли; и

способ включает смешивание компонента А, компонента B' и компонента X в любом порядке в системе жидкой реакционной среды.

27. Способ по п. 23 или 24, в котором соединение представляет собой соединение B'₂A'X₅, состоящее из катиона A', катиона B' и аниона X; и способ включает смешивание компонента А', компонента B' и компонента X в любом порядке в системе жидкой реакционной среды.

28. Способ по пп. 23, 24 или 26, в котором

компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI), соединений формулы (XII), солей ионов формулы (I), включая их ониевые соли, и солей ионов формулы (II), включая их ониевые соли, и их производные, в которых каждый n₁, n₂, n₃, n₄ и n₅ является положительным целым числом; R₁, R₂, R₃ и R₄ выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитрогрупп; производные относятся к органической катионной части, в которой атомы водорода замещены, одновременно или нет, заместителями и заместители включают метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, гидроксил, карбонил, карбоксил, амино, галоген, меркапто, перокси, диазенил или нитро,

в которой компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XI) и солей формулы (I), включая их ониевые соли, и их производные и

любой из n₁ и n₂ больше 2 или любой из R₁ и R₂ содержит по меньшей мере один атом углерода;

или

компонент А выбран из по меньшей мере одного из соединений формулы (XII) и солей ионов формулы (II), включая их ониевые соли, и их производные и

любой из n₃, n₄ и n₅ больше 2, или любой из R₃ и R₄ содержит по меньшей мере один атом углерода.

29. Способ по любому из пп. 23-26 и 28, в котором компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

30. Способ по любому из пп. 23-25 и 29, в котором компонент В выбран из по меньшей мере одного из солей калия, гидроксида калия, солей аммония, аммиака, солей серебра, содержащих ионы гидроксиламмония солей, содержащих ионы гидроксиламмония оснований, содержащих ионы гидразиния солей и содержащих ионы гидразиния оснований.

31. Способ по любому из пп. 23-25, в котором

компонент В выбран из по меньшей мере одного из солей калия и гидроксида калия и

компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

32. Способ по любому из пп. 23-25, в котором

компонент В выбран из по меньшей мере одного из солей аммония и аммиака и

компонент А выбран из по меньшей мере одного из продуктов реакции 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана и пероксида водорода, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1-метил-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

33. Способ по любому из пп. 23-25, в котором компонент В выбран из солей серебра.

34. Способ по любому из пп. 23-25, в котором

компонент В выбран из по меньшей мере одного из солей калия и гидроксида калия и

компонент А выбран из по меньшей мере одного из пиперазина и пиперазин-1,4-дииума и их производных.

35. Способ по любому из пп. 23-25, в котором

компонент В выбран из по меньшей мере одного из солей аммония и аммиака и

компонент А выбран из по меньшей мере одного из продуктов реакции 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана и пероксида водорода, 1-гидрокси-1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана и 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

36. Способ по любому из пп. 23-25, в котором

компонент В выбран из солей серебра и

компонент А выбран из по меньшей мере одного из 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан-1,4-дииума, пиперазина, пиперазин-1,4-дииума, 1-метилпиперазина, 1-метилпиперазин-1,4-дииума, 1,4-диазепана и соли 1,4-диазепан-1,4-дииума и их производных.

37. Способ по любому из пп. 23-25 и 29, в котором компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей, содержащих ионы NH₃OH⁺, и оснований, содержащих ионы NH₃OH⁺.

38. Способ по любому из пп. 23-25 и 29, в котором компонент В выбран из по меньшей мере одной из солей, содержащих ионы NH₃NH₂⁺, и оснований, содержащих ионы NH₃NH₂⁺.

39. Способ по любому из пп. 23, 24 и 27, в котором компонент A' представляет собой по меньшей мере одно из солей и гидроксидов одновалентных катионов.

40. Способ по п. 39, в котором компонент A' представляет собой по меньшей мере одно из солей, оснований и гидроксидов катионов общей формулы NR₃R₄R₅R₆⁺, где R₃, R₄, R₅ и R₆ выбраны из по меньше мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, гидроксила, карбонила, карбоксила, амино, галогена, меркапто, перокси, диазенила и нитро групп; или представляет собой соединения общей формулы NR₃R₄R₅.

41. Способ по п. 39, в котором компонент A' представляет собой аммиак или соли аммония.

42. Способ по любому из пп. 23, 24 и 26-41, в котором компонент В' представляет собой по меньшей мере один из солей и гидроксидов ионов общей формулы R₇R₈R₉N⁺--N⁺R₁₀R₁₁R₁₂, и аминов общей формулы R₇R₈N--NR₁₀R₁₁, где n₃ представляет собой 1, 2, 3, 4 или 5, а R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ и R₁₂ выбраны из по меньшей мере одного из водорода, метила, этила, пропила, изопропила, бутила, изобутила, втор-бутила и трет-бутила.

43. Способ по п. 42, в котором в компоненте В' n₃ представляет собой 2.

44. Способ по п. 42, в котором компонент В' представляет собой по меньшей мере одно из этилендиамина и солей этилендиаммония.

45. Способ получения по любому из пп. 23-44, в котором компонент X выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты, перхлората, пербромной кислоты, пербромата, иодной кислоты, периодата, азотной кислоты и нитрата.

46. Способ по п. 45, в котором компонент Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты, перхлората, пербромной кислоты, пербромата, периодной кислоты и периодата.

47. Способ по п. 45, в котором компонент Х выбран из по меньшей мере одного из перхлорной кислоты и перхлората.

48. Применение соединения по любому из пп. 1-22 в качестве энергетического материала.

49. Применение по п. 48, в котором энергетический материал включает инициирующее взрывчатое вещество, взрывчатое вещество, порох, ракетное топливо или пиротехнику.