Light-induced detonant materials: charge-transfer complexes of tetrathiafulvalene (TTF) with hexanitrostilbene (HNS) and tetraazidoquinone (TAZQ) and their associated C–H···O hydrogen-bonded networks

Abstract

Charge-transfer complexes of tetrathiafulvalene (TTF) with the electron-poor hexanitrostilbene (HNS) or tetraazidoquinone (TAZQ) have been isolated as single crystals in a 1:1 stoichiometry and their structures determined by single-crystal X-ray diffraction. TTF·TAZQ crystallises in the monoclinic system, space group P2₁/n with a=8.295(1), b=14.984(2), c=14.984(2) Å, β=96.26(1)°, and TTF·HNS crystallises in the monoclinic system, space group P2₁ with a=9.193(1), b=7.428(2), c=18.350(2), β=94.507(9)°. In both compounds mixed stacks of alternating donor and acceptor molecules are identified in the b direction, together with a complex network of C–H···X (X=O, N) hydrogen-bond interactions. In TTF·TAZQ, bonds between a TTF hydrogen atom and the quinoid oxygen atom of TAZQ lead to the formation of DADA chains in the a+b and a-b directions, further crosslinked in the c direction through a C–H···N interaction. In TTF·HNS, infinite helices of alternating TTF and HNS moieties develop around the 2₁ axis along b. These helices are further interconnected through a C–H···O hydrogen bond between two neighbouring HNS molecules in the a direction, giving rise to layers of parallel helices in the ab plane. Optical as well as preliminary light-induced detonant properties are reported. Induction d'explosifs par la lumière: complexes à transfert de charge du te′trathiafulvalène (TTF) avec l'hexanitrostilbène (HNS) et la te′traazidoquinone (TAZQ) et leurs re′seaux de liaisons hydrogène de type C–H···O. Des complexes à transfert de charge du te′trathiafulvalène (TTF) avec comme accepteurs l'hexanitrostilbène (HNS) et la te′traazidoquinone (TAZQ) ont e′te′ isole′s sous forme de monocristaux et leurs structures de′termine′es par diffraction des rayons X. TTF·TAZQ cristallise dans le système monoclinique, groupe d'espace P2₁/n avec a=8.295(1), b=14.984(2), c=14.984(2) Å, β=96.26(1)°, TTF·HNS cristallise dans le système monoclinique, groupe d'espace P2₁ avec a=9.193(1), b=7.428(2), c=18.350(2), β=94.507(9)°. Dans les deux compose′s, des colonnes alterne′es de donneur et d'accepteur sont identifie′es dans la direction b, comple′te′es par un re′seau complexe de liaisons hydrogène C–H···X (X=O, N). Dans TTF·TAZQ, ces liaisons entre un hydrogène du TTF et l'oxygène de la quinone induisent la formation de chaines dans les directions a+b at a-b, chaines re′ticule′es dans la direction c par une interaction C–H···N. Dans TTF·HNS, des he′lices alternant TTF et HNS se de′veloppent autour de l'axe 2₁ selon b. Ces he′lices sont relie′es entre elles par une liaison C–H···O entre deux mole′cules de HNS dans la direction a, conduisant ainsi à des plans d'he′lices parallèles. Des mesures pre′liminaires de proprie′te′s optiques et de′tonantes sont reporte′es.