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推进剂作为动力核心,对航天事业发展起着至关重要的作用。肼类推进剂存在易挥发、剧毒等不足,亟待开发绿色替代产品。自燃离子液体（HILs）具有低蒸汽压、低毒、高热稳定性等优点,成为极具潜力的绿色推进剂燃料。但HILs能量有待进一步提高,从而增大发动机推力。本文利用增大环张力提高化合物能量的方法,设计合成新型高能HILs,本研究内容如下:设计合成了基于环张力N-丁基丁啶类HILs。研究表明六种HILs性质优良:液程（-80-200℃）、密度(0.99-1.05 g cm-3)、生成焓(0.70-2.17 kJ g-1)、比冲（164.0-184.5 s）、点火延迟时间（23-130 ms）,在该类化合物中,N-炔丙基-N-丁基丁啶二氰胺盐具有最优性能(生成焓:2.17 kJ g-1,比冲:184.5 s)。为了更好探索化合物能量与环张力的关系,我们还合成了N-丙基-N-丁基丁啶二氰胺盐（9）的两种同分异构体N-乙基-N-丁基吡咯二氰胺盐（9a）和N-甲基-N-丁基哌啶二氰胺盐（9b）。测试显示9的生成焓(0.78 kJ g-1)和比冲（164.8 s）优于9a(0.41kJ g-1,156.5 s)和9b(0.36 kJ g-1,155.3 s),比冲提高了6%,结果证明了化合物能量与环张力呈正相关。为进一步提升HILs能量,设计合成了五种短支链N-丙基丁啶类HILs。五种HILs性质优良:液程（-80-142℃）、密度(1.03-1.06 g cm-3)、生成焓(0.98-2.43 kJ g-1)、比冲（168.3-188.7 s）、点火延迟时间（15-43 ms）,在该类化合物中,N-炔丙基-N-丙基丁啶二氰胺盐具有最优性能(生成焓:2.43 kJ g-1,比冲:188.7 s)。同时又合成了N-丙基-N-丙基丁啶二氰胺盐（8）的两种同分异构体N-乙基-N-丙基吡咯二氰胺盐（8a）和N-甲基-N-丙基哌啶二氰胺盐（8b）。测试显示8的生成焓(0.98 kJ g-1)和比冲（168.3 s）优于8a(0.64 kJ g-1,160.9 s)和8b(0.50kJ g-1,157.6 s),比冲提高了7%,当一侧基团相同时,N-丙基丁啶类HILs的生成焓和比冲优于N-丁基丁啶类HILs（N-丙基丁啶类HILs比冲最高提高了2%）。综上所述,本文在化合物能量与环张力相关理论指导下,获得了基于高环张力的N-丁基丁啶类和N-丙基丁啶类HILs。测定了所得HILs结构、相转变温度、热稳定性、自燃性、生成焓及比冲,并进行充分的讨论。结果显示两类基于高环张力HILs均具有高能量,比冲最高可达188.7 s,为高能HILs研究开拓了新的思路。