A Reversible Nitroamino‐Based Switch Modulates Hydrogen‐Bonding Networks in Energetic Materials

材料科学 氢键 平面度测试 分子开关 桥接(联网) 分子工程 分子动力学 限制 纳米技术 爆炸物 化学物理 分子 化学 计算机科学 计算化学 结晶学 有机化学 机械工程 计算机网络 工程类
作者
Yaxi Wang,Kaile Dou,Junliang Liu,Lei Zhang,Lu Hu,Siping Pang
出处
期刊:Chemistry: A European Journal [Wiley]
标识
DOI:10.1002/chem.202500884
摘要

The regulation of hydrogen‐bonding networks in molecular switches is critical for adaptive materials. However, most of the reported molecular switches do not are not capable of modulating hydrogen‐bonding networks in energetic materials, limiting their use in high‐demand applications such as energetic systems. In this work, the first high‐energy nitroamino‐based molecular switch is reported. It can control the complex hydrogen bonding systems of energetic materials by reversible cycling for property modulation. Through alkali‐acid stimulation, the nitroamino‐based switch undergoes dynamic transitions, which reconfigure H‐bond networks and separate twin crystals (in X‐ray verification). Supported by crystallography and theorical modeling (e.g., the density of states), this switching mechanism modulates molecular planarity (Δθ>60°) and optimizes the energy‐stability balance, obtaining a compound 6‐β with comprehensive properties comparable to classical explosives (e.g., RDX and HMX). By linking hydrogen‐bonding engineering and energetic materials science through the nitroamino‐based molecular switch, it facilitates superior energetic compounds that can be applied to defense equipments. In addition, our work establishes the nitroamino‐based switch as a generalized tool for molecular engineering, bridging dynamic hydrogen‐bonding control and self‐assembly materials design.

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