exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике

Гексанитробензол

Физико-химические свойства:
Бесцветное или желтовато-зеленое (в зависимости от степени очиГексанитробензол. стки) кристаллическое вещество почти нерастворимое в воде, растворимое в бензоле, толуоле, хлороформе. В кислородосодержащих растворителях напр. ацетоне, спирте, эфире растворяется с разложением. Химически неустойчив в присутствии влаги. На воздухе в присутствии влаги или при действии водного р-ра щелочи превращается в тринитрофлороглюцин C6(OH)3(NO2)3 (желтеет). Реагирует с аммиаком с образованием триаминотринитробензола (ТАТБ). Несовместим с аммониевыми солями, например с аммиачной селитрой. Плотность 2.01 г/см3.

Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям:
t пл. 246 - 265°С (В зависимости от способа очистки), при 200°С возгоняется в вакууме без разложения. Чувств. к удару 11 см для 2 кг груза (тротил = 98см, пикриновая кислота -64см, тетрил - 26см). По другим данным 12см (ТЭН - 12см, гексоген -24см, тротил - 160см).

Энергетические характеристики:
Одно из самых мощных бризантных ВВ. Теплота взрыва 6.99 МДж/кг. Скорость детонации 9450 м/с при плотн. 1.9 г/см3. Давление на фронте дет. волны 40.6 ГПа. Метательная способность по октогену 105.5% (торцевое метание).

Применение:
Может применяться с добавками - флегматизаторами в смесевых ВВ. Практическому применению мешает плохая гидролитическая стойкость и дороговизна пр-ва. Имеются не слишком достоверные сведения, что промышленно производится в Китае.

Получение:
Описан способ получения, использовавшийся в Германии во время 2-ой мировой войны; он основан на восстановлении нитрогрупп тринитробензола (напр. сероводородом) до NHOH, нитрованием конц. HNO3 до C6(NHOH)3(NO2)3 и последующим окислением смесью HNO3 и CrO3 до ГНБ. Однако попытки воспроизвести эту технологию не увенчались успехом. Несколько позже был получен в СССР окислением пентанитроанилина перекисью водорода в конц. серной кислоте.

1) Получение из 3,5-динитробензойной кислоты (или 3,5-динитроанилина):
106.1г 3,5-динитробензойной кислоты растворили в 400мл 23-24% олеума. К раствору добавили 480 мл дихлорэтана. Затем малыми порциями и при перемешивании добавляли 37г азида натрия. При этом температура не должна превышать 25°С. Смесь нагревали с обратным холодильником в течение 4 часов, после охладили до комнатной температуры. Дихлорэтан декантировали и смесь вылили в 9 литров льда с водой. Желтые кристаллы 3,5-динитроанилина отфильтровали, промыли водой и высушили. Выход 80.5г (87.9%). (3,5-динитроанилин также может быть получен кипячением тринитробензола с железными опилками и соляной кислотой или осторожным восстановлением тринитробензола сульфидом аммония при нагревании)

18.3г 3,5-динитроанилина растворили в 550мл 99.5% серной кислоте, удерживая температуру ниже 35°С. После растворения по каплям добавили смесь 50мл 90% азотной кислоты и 100мл 100% серной кислоты при температуре ниже 30°С. Смесь нагревали до 70°С в водяной бане в течение 2.5 часов, и перемешивали* при этой температуре в течение 6.5ч. Смесь охладили до 25°С, экстрагировали пентанитроанилин тремя порциями по 1л дихлорэтана. Порции дихлорэтана объединили вместе, добавили безводный сульфат магния и перемешивали в течение ночи. Смесь отфильтровали и фильтрат сконцентрировали до 400мл и помощью испарителя. Смесь оставили на ночь при -15°С. Выпавшие кристаллы отфильтровали промыли 5 мл холодного дихлорэтана и высушили. Выход 13.46г (42.3%) пентанитроанилина.

1г пентанитроанилина растворили в 50мл 20% олеума (также может быть использована 100% серная кислота). После охлаждения до 5°С, медленно добавили 5 мл 98% перекиси водорода, удерживая температуру ниже 30°С. Смесь перемешивали в течение 24 часов при 25-30°С (окисление проходит в основном за 5-6ч). Выпавшие кристаллы отделили на стеклянном фильтре, промыли 100% серной кислотой, растворили в сухом теплом хлороформе и раствор декантировали через короткую колонну наполненную безводным сульфатом магния. После концентрации фильтрата до 10мл при 25°С, раствор охладили до 0°С и оставили на неск. часов. При этом выпали светло-желтые кристаллы гексанитробензола в кол-ве 0.63г (58%) с Т пл. 240-265°С. После испарения хлороформа выделили еще 0.14 г продукта с Т пл. 195-245°С

2) Более удобный способ получения пентанитроанилина - восстановление 2,4,6-тринитротолуола сероводородом до 4-амино-2,6-динитротолуола и нитрование последнего до пентанитроанилина смесью HNO3/H2SO4. Пентанитроанилин, как и ГНБ гидролитически нестабилен.

По этому методу 25г тринитротолуола растворили в 50мл p-диоксана, содержащего 1мл конц. р-ра аммиака. Сероводород барботировался через раствор в течение 25-30мин при температуре до 40°С. После 30 мин выдержки отфильтровывается сера и фильтрат выливают в 200мл ледяной воды. 4-амино-2,6-динитротолуол очищают перекристаллизацией из метанола с выходом 60-70%.

Также 4-амино-2,6-динитротолуол можно получить суспендированием раствора ТНТ в диоксане в 3Н р-ре соляной кислоты и добавлением эквивалентного кол-ва иодида калия. Смесь нагревают до удаления паров иода и получают 4-амино-2,6-динитротолуол в кол-ве 20.7г (96%).

1г 4-амино-2,6-динитротолуола растворили в 40мл 96% серной кислоты и по каплям добавили 3мл 90% азотной кислоты. Добавление сопровождается повышением температуры до 40°С. Суспензию нагревают до 70°С и выдерживают 1 ч, охлаждают до комнатной температуры. Пентанитроанилин экстрагируют из кислотной смеси метиленхлоридом, который потом сушат безводным сульфатом магния. После испарения метиленхлорида получают пентанитроанилин с 62.4% выходом.

* - по другим данным перемешивать нельзя, т.к. это приводит к формированию агломератов промежуточных продуктов, обладающих склонностью к самовоспламенению.

Литература:

  1. T. Urbanski - Chemistry and Technology of Explosives Vol 1 - Pergamon Press. Oxford. 1964.P. 259.
  2. Хмельницкий Л.И. Справочник по бризантным взрывчатым веществам Ч2 - М 1962 С 313.
  3. Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь/ Под Ред. Б.П.Жукова. Изд 2-е исправл - М. Янус К. 2000 с. 126.
  4. Патенты: US4248798, US4262148.

Автор: ()

© Добрейшей души человеки, 2003-2017

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.