由于三唑化合物能量不足，且五唑化合物动力学不稳定性，四唑衍生物通常兼具有吸热性（正的生成热）和动力学稳定性（图9.7）。氨基四唑（AT）和二氨基四唑（DAT）是很好的起始原料，可以用于合成新的高能富氮化合物。AT和DAT可按图9.8路线进行合成。对于DAT，在酸性介质中用氨基硫脲（容易通过从KSCN和肼反应制得）作为起始原料来合成。
通常情况下，以盐形式存在的含能化合物优于其共价类似物。例如：前者表现出更低的蒸气压，从根本上消除吸入有毒化合物的危险性。此外，离子化合物通常有更高的密度、更高的热稳定性和更大的临界直径（IM）［55］。以盐形式存在的含能化合物缺点在于：盐通常具有水溶性和吸湿性。固态密度（ρ）是一个重要参数，因为爆压（p）和爆速（D）都直接取决于密度，这已由第3章提到过的Kam let-Jacobs关系式［10］可见。
图9.7 1，2，4-三唑（a）、四唑（b）和五唑（c）的基本结构
图9.8 氨基四唑（AT）（a）和二氨基四唑（DAT）（b）的合成路线
常数K、A和B定义如下：
K＝15.88
A＝1.01
B＝1.30
因此参数Φ有
Φ＝N（M）0.5（Q）0.5
式中：N为每克炸药释放气体的物质的量；M为气体平均摩尔质量，g·mol-1；Q为爆热，cal·g-1。
氨基四唑（AT）和二氨基四唑（DAT）很容易转变为高氯酸盐，随后又与二硝酰胺钾反应转变为高能盐HAT＋DN-和HDAT＋DN-。图9.9表明二氨基四唑的二硝酰胺盐的合成。由单晶X射线衍射测定的这两个盐的结构如图9.10所示。
图9.9 二氨基四唑的二硝酰胺盐（HDAT＋DN-）的合成
图9.10 氨基四唑的二硝酰胺盐（HAT＋DN-，左）以及二氨基四唑的二硝酰胺盐（HDAT＋DN-，右）的结构
战斗部和一般用途的炸弹（GPBs）装药所用猛炸药的最重要的性能参数是爆热（Q）、爆压（p）和爆速（D）。为便于比较，图9.11总结了氨基四唑的二硝酰胺盐（HAT＋DN-），二氨基四唑的二硝酰胺盐（HDAT＋DN-）和RDX的重要性能参数。
图9.11 氨基四唑的二硝酰胺盐（HAT＋DN-）以及二氨基四唑的二硝酰胺盐（HDAT＋DN-）和RDX的性能数据对比
四唑化合物也是合成侧链取代四唑骨架化合物的很好的起始原料。如：四唑能与1-氯-2-硝基-2-氮杂丙烷反应发生烷基化反应，且转化为系列含能化合物（图9.12和图9.13）。
图9.12 1-氯-2-硝基-2-氮杂丙烷的合成
图9.13 带有含能侧链的四唑化合物的合成
图9.13中反应式（a）中的产物在184℃保持稳定（熔点是150℃），撞击钝感（IS）大于100 J，摩擦感度（FS＝120 N）和静电感度（ESD＝0.22 J）较低。其性能参数：爆速（8 467 m·s-1）、爆压（273 kbar）和爆热（5 368 kJ·kg-1）均优比TNT，比RDX略低。
对于不同取代基的四唑衍生物，目前只详细讨论了氨基四唑（A）和硝氨基四唑（D）（图9.14）。虽然C类的叠氮四唑化合物是特别含能的，但由于其极高的感度还不能实际应用。感兴趣的是结构更稳定的F类型的中性和离子型的硝基四唑衍生物（图9.14）。
图9.14 不同取代基的四唑衍生物
纯硝基四唑极度敏感，而且热稳定性有限，硝基四唑的盐稳定性较好。最好的合成路线是以5-氨基四唑为起始原料，经由对应的铜盐（M是碱金属）合成：
虽然AgNT能够由NaNT和AgNO3反应制得，但硝基四唑铵半水合物是更好的选择（图9.15）。硝基四唑铵半水合物可由硝基四唑钠经硫酸酸化，随后过滤，并与氨气反应来制得。该化合物尤其适合进一步合成含能硝基四唑盐，如肼、胍、氨基胍、二氨基胍和三氨基胍盐（图9.15）。
硝基四唑化合物非常适合用15N NMR谱研究。图9.16是游离硝基四唑及其两个甲基化异构体的15N NMR谱的图谱。
Shreeve及其合作者报道了一个非常有趣的新的合成——乙基桥联的含能四唑化合物，包括其中性和离子型的化合物［56a，b］。它们原位反应通过叠氮氰（N3CN）和1，2-双氨基乙烷的原位反应形成桥联四唑衍生物A（图9.17），随后与HNO3作用，转化为对应的中性硝胺衍生物B。最后，用肼使化合物B转变为相应的肼盐C，其具有出人意料的热稳定性（熔点＝233℃）。
图9.15 系列含能硝基四唑盐的合成
另一种有前途的四唑化合物——双四唑胺（H2 BTA）可以由二氰胺钠和叠氮化钠直接反应制得［56c］：
无水化合物密度为1.86 g·cm-3，性能较好（D＝9 120 m·s-1，p C-J＝343 kbar），且感度很低（撞击感度＞30 J，摩擦感度＞360 N）。［Cu（H2 BTA）2］［NO3］2类型含能离子盐的性能也已有报道。
Charles H.Winter等人最近提出了一种新的高氮化合物的合成方法，使用了多吡唑基硼络合物［56d］。由于硼酸盐阴离子
只带一个负电荷，理论上如果R是四唑环体系，则释放8分子N2。
图9.16 2-甲基-硝基四唑（a）、1-甲基-硝基四唑（b）和硝基四唑（c）的15N NMR谱
图9.17 桥连硝氨基四唑化合物的合成路线
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