Введение
Гексанитрогексазаизовурцитан, также называемый HNIW и CL 20, является полициклическим нитроаминовым взрывчатым веществом с формулой C6H6N12O12. В 1980-х годах CL 20 был разработан на заводе China Lake, в основном для использования в двигательных топливах. У него лучшее соотношение окислителя к топливу, чем у обычных HMX или RDX. Он высвобождает на 20% больше энергии, чем традиционные двигатели на основе HMX. В то время как большая часть разработки CL 20 была проведена корпорацией Thiokol, ВМС США (через ONR) также были заинтересованы в CL 20 для использования в ракетных двигателях, таких как ракеты, поскольку он имеет более низкие характеристики наблюдения, такие как менее видимый дым. До сих пор CL 20 использовался только в беспилотном самолете AeroVironment Switchblade 300 kamikaze, но он проходит испытания для использования в ракетах Lockheed Martin [LMT] AGM 158C Long Range Anti Ship Missile (LRASM) и AGM 158B Joint Air to Surface Standoff Missile Extended Range (JASSM ER). Индийские вооруженные силы также изучили CL 20.
Синтез
Сначала бензиламин (1) конденсируется с глиоксалом (2) в кислотных и обезвоживающих условиях для получения первого промежуточного соединения. Четыре бензильные группы избирательно подвергаются гидрогенолизу с использованием палладия на углероде и водороде. Затем аминогруппы ацетилируют на том же этапе с использованием ангидрида уксуса в качестве растворителя. (4). в Наконец, соединение 4 реагирует с тетрафторборатами нитрония и нитрозония, в результате чего получается HNIW.
Кокристальный продукт с HMX
В августе 2012 года Onas Bolton et al. опубликованные результаты, показывающие, что кокристалл из 2 частей CL 20 и 1 части HMX имел аналогичные свойства безопасности HMX, но с большей мощностью возгорания ближе к CL 20.
Кокристальный продукт с ТНТ
В августе 2011 года Адам Матцгер и Онас Болтон опубликовали результаты, показывающие, что кокристалл CL 20 и ТНТ имел в два раза большую стабильность, чем CL 20достаточно безопасен для транспортировки, но при нагревании кокристалл может разделиться на жидкий ТНТ и кристаллическую форму CL 20 с структурными дефектами, которая несколько менее стабильна, чем CL 20.
Ковалентные цепи и сети CL-20
В 2017 году К. П. Катин и М. М. Маслов разработали одномерные ковалентные цепи на основе молекул CL 20. Такие цепи были построены с использованием молекулярных мостов для ковалентной связи между изолированными фрагментами CL 20. Теоретически предполагалось, что их стабильность увеличивается с эффективным ростом длины. Год спустя М. А. Гимальдинова и ее коллеги продемонстрировали универсальность молекулярных мостов. Показано, что использование мостов является универсальным методом соединения обоих фрагментов CL 20 в цепи и цепей вместе, чтобы сделать сеть (линейную или зигзагообразную). Подтверждено, что увеличение эффективных размеров и размерности ковалентных систем CL 20 приводит к увеличению их термодинамической стабильности. Поэтому образование кристаллических ковалентных твердых тел CL 20 кажется энергетически благоприятным, и молекулы CL 20 способны формировать не только молекулярные кристаллы, но и объемные ковалентные структуры. Числовые расчеты электронных характеристик цепей и сетей CL 20 показали, что это полупроводники с широким диапазоном пропускания.