Пређи на садржај

2,2-Dinitroeten-1,1-diamin — разлика између измена

С Википедије, слободне енциклопедије
Интерактиван преглед историје
← Старија изменаНовија измена →
Садржај обрисан Садржај додат
ВизуелноВикитекст
ознака: ручно враћање
Add: s2cid, pages, issue, volume, journal, year, title, authors 1-2. | Use this tool. Report bugs. | #UCB_Gadget
Ред 176: Ред 176:
}}
}}


'''1,1-diamino-2,2-dinitroetilen''' (DADNE) ili '''FOX-7''' <ref>US Patent 6340780 - Method of preparing salts of dinitromethane</ref> je neosetljivo visoko eksplozivno jedinjenje, ali je i [[organsko jedinjenje]], koje sadrži 2 [[atom]]a [[ugljenik]]a i ima [[Молекулска маса|molekulsku masu]] od 148,078 [[Јединица атомске масе|-{''Da''}-]]. Prvi put ga je sintetizovao [[Švedski institut za istraživanje nacionalne odbrane]] (FOS) 1998. godine. <ref name="dsto">Bemm, U.; Östmark, H. (1998) "1,1-Diamino-2,2-dinitroethylene: a Novel Energetic Material with Infinite Layers in Two Dimensions". ''Acta Cryst'' '''C54''': 1997-1999. {{cite journal|doi=10.1107/S0108270198007987}}.</ref> Ime '''FOX-7''' izvedeno je iz akronima Švedske agencije za odbrambena istraživanja (FOI), pri čemu je ''I'' zamenjeno sa ''X'' da bi označilo eksploziv, kao u [[Heksogen|RDX]] i [[Oktogen|HMX]]. <ref name=":0">{{Citation|last1=Viswanath|first1=Dabir S.|title=FOX-7 (1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylene)|date=2018|url=https://doi.org/10.1007/978-94-024-1201-7_3|work=Emerging Energetic Materials: Synthesis, Physicochemical, and Detonation Properties|pages=101–139 |place= Dordrecht|publisher=Springer Netherlands|doi=10.1007/978-94-024-1201-7_3|isbn=978-94-024-1199-7|access-date=2021-01-25|last2=Ghosh |first2=Tushar K.|last3=Boddu|first3=Veera M.}}</ref>
'''1,1-diamino-2,2-dinitroetilen''' (DADNE) ili '''FOX-7''' <ref>US Patent 6340780 - Method of preparing salts of dinitromethane</ref> je neosetljivo visoko eksplozivno jedinjenje, ali je i [[organsko jedinjenje]], koje sadrži 2 [[atom]]a [[ugljenik]]a i ima [[Молекулска маса|molekulsku masu]] od 148,078 [[Јединица атомске масе|-{''Da''}-]]. Prvi put ga je sintetizovao [[Švedski institut za istraživanje nacionalne odbrane]] (FOS) 1998. godine. <ref name="dsto">{{cite journal|doi=10.1107/S0108270198007987 |title=1,1-Diamino-2,2-dinitroethylene: A Novel Energetic Material with Infinite Layers in Two Dimensions |year=1998 |last1=Bemm |first1=U. |last2=Östmark |first2=H. |journal=Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications |volume=54 |issue=12 |pages=1997–1999 |s2cid=94008170 }}.</ref> Ime '''FOX-7''' izvedeno je iz akronima Švedske agencije za odbrambena istraživanja (FOI), pri čemu je ''I'' zamenjeno sa ''X'' da bi označilo eksploziv, kao u [[Heksogen|RDX]] i [[Oktogen|HMX]]. <ref name=":0">{{Citation|last1=Viswanath|first1=Dabir S.|title=FOX-7 (1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylene)|date=2018|url=https://doi.org/10.1007/978-94-024-1201-7_3|work=Emerging Energetic Materials: Synthesis, Physicochemical, and Detonation Properties|pages=101–139 |place= Dordrecht|publisher=Springer Netherlands|doi=10.1007/978-94-024-1201-7_3|isbn=978-94-024-1199-7|access-date=2021-01-25|last2=Ghosh |first2=Tushar K.|last3=Boddu|first3=Veera M.}}</ref>


'''FOX-7''' je sličan neosetljivom hemijskom jedinjenju [[TATB]], koje je jedinjenje [[benzen]]skog prstena sa tri [[Amin (hemija)|amino]] i tri [[Nitro jedinjenje|nitro grupe]]. <ref>{{cite journal|doi=10.1016/j.tet.2005.05.010|title=The reactivity of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (FOX-7)|year=2005|last1=Hervé|first1=Grégoire|last2=Jacob|first2=Guy|last3=Latypov|first3=Nikolaj|journal=Tetrahedron|volume=61|issue=28|pages=6743}}</ref> '''FOX-7''' ima okosnicu od dva ugljenika, a ne [[benzen]]ski prsten, ali [[Amin (hemija)|amino]] i [[Nitro jedinjenje|nitro grupe]] imaju slične efekte u oba slučaja prema objavljenim izveštajima o osetljivosti i procesima hemijskog raspada '''FOX-7'''. <ref name="Anniyappan" /> '''FOX-7''' je stehiometrijski identičan (ali strukturno nepovezan) <ref name="Lochert" /> sa eksplozivima i pogonskim gorivom [[Heksogen|RDX]] i [[Oktogen|HMX]], i stoga proizvodi istu količinu gasa po gramu, što je ključna determinanta performansi. <ref name="Anniyappan">{{cite journal|doi=10.1016/j.jhazmat.2006.03.034|title=Synthesis, characterization and thermolysis of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (FOX-7) and its salts|year=2006|last1=Anniyappan|first1=M.|last2=Talawar|first2=M.B.|last3=Gore|first3=G.M.|last4= Venugopalan|first4=S.|last5=Gandhe|first5=B.R.|journal=Journal of Hazardous Materials|volume=137|issue=2|pages=812–9|pmid=16701943}}</ref>
'''FOX-7''' je sličan neosetljivom hemijskom jedinjenju [[TATB]], koje je jedinjenje [[benzen]]skog prstena sa tri [[Amin (hemija)|amino]] i tri [[Nitro jedinjenje|nitro grupe]]. <ref>{{cite journal|doi=10.1016/j.tet.2005.05.010|title=The reactivity of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (FOX-7)|year=2005|last1=Hervé|first1=Grégoire|last2=Jacob|first2=Guy|last3=Latypov|first3=Nikolaj|journal=Tetrahedron|volume=61|issue=28|pages=6743}}</ref> '''FOX-7''' ima okosnicu od dva ugljenika, a ne [[benzen]]ski prsten, ali [[Amin (hemija)|amino]] i [[Nitro jedinjenje|nitro grupe]] imaju slične efekte u oba slučaja prema objavljenim izveštajima o osetljivosti i procesima hemijskog raspada '''FOX-7'''. <ref name="Anniyappan" /> '''FOX-7''' je stehiometrijski identičan (ali strukturno nepovezan) <ref name="Lochert" /> sa eksplozivima i pogonskim gorivom [[Heksogen|RDX]] i [[Oktogen|HMX]], i stoga proizvodi istu količinu gasa po gramu, što je ključna determinanta performansi. <ref name="Anniyappan">{{cite journal|doi=10.1016/j.jhazmat.2006.03.034|title=Synthesis, characterization and thermolysis of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (FOX-7) and its salts|year=2006|last1=Anniyappan|first1=M.|last2=Talawar|first2=M.B.|last3=Gore|first3=G.M.|last4= Venugopalan|first4=S.|last5=Gandhe|first5=B.R.|journal=Journal of Hazardous Materials|volume=137|issue=2|pages=812–9|pmid=16701943}}</ref>
Ред 207: Ред 207:
== Istorija ==
== Istorija ==


Sinteza derivata 1,1-diamino-2,2-dinitroetilena opisana je 1992. godine. Od 1,1-dijodo-2,2-dinitroetilena se rotacijom sa alkilaminima mogu dobiti odgovarajuće veze 1,1-dialkilamino-2,2-dinitroetilen. Reakcija sa amonijakom kao proizvodom reakcije dala je amonijumsku so cijanodinitrometana i stoga ne bazno jedinjenje 1,1-diamino-2,2-dinitroetilen. <ref>K. Baum, S.S. Bigelow, Nguyen Nghi Van, T.G. Archibald, R. Gilardi, J.L. Flippen-Anderson, C. George: ''Synthesis and reactions of 1,1-diiododinitroethylene'' in [[J. Org. Chem.]] 57 (1992) 235–241, {{DOI|10.1021/jo00027a042}}.</ref> Sintezu 1,1-diamino-2,2-dinitroetilena (FOX-7) prvi put je izvestio 1998. FOA Defence Research Institute. <ref name="Latypov">N.V. Latypov, J. Bemm, A. Langlet, U. Wellmar, U. Bemm: ''Synthesis and reactions of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene'' in [[Tetrahedron]] 54 (1998) 11525–11536, {{DOI|10.1016/S0040-4020(98)00673-5}}.</ref> Sa <10% prinosa, ovaj put, uprkos jeftinom materijalu od 2-metil-imidazola, nije komercijalno održiv.
Sinteza derivata 1,1-diamino-2,2-dinitroetilena opisana je 1992. godine. Od 1,1-dijodo-2,2-dinitroetilena se rotacijom sa alkilaminima mogu dobiti odgovarajuće veze 1,1-dialkilamino-2,2-dinitroetilen. Reakcija sa amonijakom kao proizvodom reakcije dala je amonijumsku so cijanodinitrometana i stoga ne bazno jedinjenje 1,1-diamino-2,2-dinitroetilen. <ref>K. Baum, S.S. Bigelow, Nguyen Nghi Van, T.G. Archibald, R. Gilardi, J.L. Flippen-Anderson, C. George: ''Synthesis and reactions of 1,1-diiododinitroethylene'' in [[J. Org. Chem.]] 57 (1992) 235–241, {{doi|10.1021/jo00027a042}}.</ref> Sintezu 1,1-diamino-2,2-dinitroetilena (FOX-7) prvi put je izvestio 1998. FOA Defence Research Institute. <ref name="Latypov">N.V. Latypov, J. Bemm, A. Langlet, U. Wellmar, U. Bemm: ''Synthesis and reactions of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene'' in [[Tetrahedron]] 54 (1998) 11525–11536, {{doi|10.1016/S0040-4020(98)00673-5}}.</ref> Sa <10% prinosa, ovaj put, uprkos jeftinom materijalu od 2-metil-imidazola, nije komercijalno održiv.


[[Datoteka:FOX-7 synthesis 02.PNG|550px|Síntesis de laboratorio del FOX-7]]
[[Datoteka:FOX-7 synthesis 02.PNG|550px|Síntesis de laboratorio del FOX-7]]
Ред 213: Ред 213:
== Sinteza ==
== Sinteza ==


Priprema diaminodinitroetilena se vrši samo u malim serijama, što rezultira relativno visokom cenom. Optimizovana sinteza sa prinosom >90% ide od '''2,6-dihidroksi-4-metilpirimidina''' iz kojeg nitracijom u nitracionoj kiselini postaje tetranitro intermedijer. Intermedijarni proizvod se zatim hidrolitički cepa za ciljno jedinjenje, dinitrometan i ugljen-dioksid. <ref>N.V. Latypov, M. Johansson, E. Holmgren, E.V. Sizova, V.V. Sizov, A.J. Bellamy: ''On the Synthesis of 1,1-Diamino-2,2-dinitroethene (FOX-7) by Nitration of 4,6-Dihydroxy-2-methylpyrimidine'' in [[Org. Process Res. Dev.]] 11 (2007) 56–59, {{DOI|10.1021/op068010t}}.</ref> Početno jedinjenje '''2,6-dihidroksi-4-metilpirimidin''' je iz ciklizacije acetamidin hidrohlorida sa dietil malonatom u prisustvu natrijuma i etanola. <ref name="Anniyappan" />
Priprema diaminodinitroetilena se vrši samo u malim serijama, što rezultira relativno visokom cenom. Optimizovana sinteza sa prinosom >90% ide od '''2,6-dihidroksi-4-metilpirimidina''' iz kojeg nitracijom u nitracionoj kiselini postaje tetranitro intermedijer. Intermedijarni proizvod se zatim hidrolitički cepa za ciljno jedinjenje, dinitrometan i ugljen-dioksid. <ref>N.V. Latypov, M. Johansson, E. Holmgren, E.V. Sizova, V.V. Sizov, A.J. Bellamy: ''On the Synthesis of 1,1-Diamino-2,2-dinitroethene (FOX-7) by Nitration of 4,6-Dihydroxy-2-methylpyrimidine'' in [[Org. Process Res. Dev.]] 11 (2007) 56–59, {{doi|10.1021/op068010t}}.</ref> Početno jedinjenje '''2,6-dihidroksi-4-metilpirimidin''' je iz ciklizacije acetamidin hidrohlorida sa dietil malonatom u prisustvu natrijuma i etanola. <ref name="Anniyappan" />


[[Datoteka:FOX-7 synthesis.PNG|550px|Síntesis del FOX-7]]
[[Datoteka:FOX-7 synthesis.PNG|550px|Síntesis del FOX-7]]


Verifikacija konverzije je tečna hromatografija odvajanja mogućih specijalnih grafitnih kolona. <ref>B. Buszewski, M. Michel, S. Cudzilo, Z. Chylek: '' High performance liquid chromatography of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene and some intermediate products of its synthesis'' in J. Hazard. Mat. 164 (2009) 1051–1058, {{DOI|10.1016/j.jhazmat.2008.09.018}}.</ref>
Verifikacija konverzije je tečna hromatografija odvajanja mogućih specijalnih grafitnih kolona. <ref>B. Buszewski, M. Michel, S. Cudzilo, Z. Chylek: '' High performance liquid chromatography of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene and some intermediate products of its synthesis'' in J. Hazard. Mat. 164 (2009) 1051–1058, {{doi|10.1016/j.jhazmat.2008.09.018}}.</ref>


'''FOX-7''' se proizvodi u Eureco [[Bofors]] AB u [[Шведска|Švedskoj]]. Zbog male proizvodnje, cena '''FOX-7''' je relativno visoka. Međutim, proizvodnja se zasniva na komercijalnom početnom materijalu i sinteza nije komplikovana. Stoga se očekuje da će cena opasti kako se obim proizvodnje povećava.
'''FOX-7''' se proizvodi u Eureco [[Bofors]] AB u [[Шведска|Švedskoj]]. Zbog male proizvodnje, cena '''FOX-7''' je relativno visoka. Međutim, proizvodnja se zasniva na komercijalnom početnom materijalu i sinteza nije komplikovana. Stoga se očekuje da će cena opasti kako se obim proizvodnje povećava.
Ред 225: Ред 225:
=== Fizička svojstva ===
=== Fizička svojstva ===


'''1,1-Diamino-2,2-dinitroetilen''' formira žute kristale. <ref>H. Cai, Y. Shu, H. Huang, B. Cheng, J. Li: ''Study on Reactions of 2-(Dinitromethylene)-4,5-imidazolidinedione'' in [[J. Org. Chem.]] 69 (2004) 4369–4374, {{DOI|10.1021/jo030395f}}.</ref> Jedinjenje pokazuje polimorfno ponašanje. Na sobnoj temperaturi postoji ''α'' oblik, koji se pri zagrevanju iznad 114 [[Степен целзијуса|°C]] pretvara u ''β'' oblik. Ova fazna tranzicija je reverzibilna. Konverzija u ''γ'' oblik je primećena na 173 [[Степен целзијуса|°C]]. γ-forma je metastabilna i pri hlađenju se polako i nepotpuno transformiše u ''α''. <ref name="Kampa">P.B. Kampa, M. Herrmann: ''Temperature resolved X-ray diffraction for the investigation of the phase transitions of FOX-7'' in Part. Part. Syst. Char. 22 (2005) 418–422, {{DOI|10.1002/ppsc.200501006}}.</ref> Nema tačku topljenja jer od 180 [[Степен целзијуса|°C]] dolazi do egzotermne reakcije raspadanja. Monokristal iz NMP/kristalizovane vode α-forme je otkrio monoklinsku kristalnu strukturu. <ref name="Bemm">U. Bemm, H. Östmark: ''1,1-Diamino-2,2-dinitroethylene. A novel energetic material with infinite layers in two dimensions'' in [[Acta Cryst.]] C 54 (1998) 1997–1999, {{DOI|10.1107/S0108270198007987}}.</ref> Prisustvo donora elektrona i grupa za povlačenje elektrona u molekulu rezultira promenama dužine veze. Dužina veze ugljenik-ugljenik je 145,6 pm, tipične dužine jednostruke veze su 154 pm i dvostruke veze 134 pm, <ref name="Evers">J. Evers, T. M. Klapötke, P. Mayer, G. Oehlinger, J. Welch: ''α- and β-FOX-7, Polymorphs of a High Energy Density Material, Studied by X-ray Single Crystal and Powder Investigations in the Temperature Range from 200 to 423 K'' in [[Inorg. Chem.]] 45 (2006) 4996–5007, {{DOI|10.1021/ic052150m}}.</ref> stoga jedinjenje ima čistu strukturu dvostruke veze. Mogu postojati dve rezonantne strukture, u kojima je gore prisutna polarna, imina struktura. <ref name="Herve2007">G. Herve; G. Jacob: ''Novel illustrations of the specific reactivity of 1,1-diamono-2,2-dinitroethene (DADNE) leading to new unexpected compounds'' in [[Tetrahedron]] 63 (2007) 953-959, {{DOI|10.1016/j.tet.2006.11.031}}.</ref> Ovo takođe potvrđuje uočene hemijske osobine, kao što su elektrofilni dodaci.
'''1,1-Diamino-2,2-dinitroetilen''' formira žute kristale. <ref>H. Cai, Y. Shu, H. Huang, B. Cheng, J. Li: ''Study on Reactions of 2-(Dinitromethylene)-4,5-imidazolidinedione'' in [[J. Org. Chem.]] 69 (2004) 4369–4374, {{doi|10.1021/jo030395f}}.</ref> Jedinjenje pokazuje polimorfno ponašanje. Na sobnoj temperaturi postoji ''α'' oblik, koji se pri zagrevanju iznad 114 [[Степен целзијуса|°C]] pretvara u ''β'' oblik. Ova fazna tranzicija je reverzibilna. Konverzija u ''γ'' oblik je primećena na 173 [[Степен целзијуса|°C]]. γ-forma je metastabilna i pri hlađenju se polako i nepotpuno transformiše u ''α''. <ref name="Kampa">P.B. Kampa, M. Herrmann: ''Temperature resolved X-ray diffraction for the investigation of the phase transitions of FOX-7'' in Part. Part. Syst. Char. 22 (2005) 418–422, {{doi|10.1002/ppsc.200501006}}.</ref> Nema tačku topljenja jer od 180 [[Степен целзијуса|°C]] dolazi do egzotermne reakcije raspadanja. Monokristal iz NMP/kristalizovane vode α-forme je otkrio monoklinsku kristalnu strukturu. <ref name="Bemm">U. Bemm, H. Östmark: ''1,1-Diamino-2,2-dinitroethylene. A novel energetic material with infinite layers in two dimensions'' in [[Acta Cryst.]] C 54 (1998) 1997–1999, {{doi|10.1107/S0108270198007987}}.</ref> Prisustvo donora elektrona i grupa za povlačenje elektrona u molekulu rezultira promenama dužine veze. Dužina veze ugljenik-ugljenik je 145,6 pm, tipične dužine jednostruke veze su 154 pm i dvostruke veze 134 pm, <ref name="Evers">J. Evers, T. M. Klapötke, P. Mayer, G. Oehlinger, J. Welch: ''α- and β-FOX-7, Polymorphs of a High Energy Density Material, Studied by X-ray Single Crystal and Powder Investigations in the Temperature Range from 200 to 423 K'' in [[Inorg. Chem.]] 45 (2006) 4996–5007, {{doi|10.1021/ic052150m}}.</ref> stoga jedinjenje ima čistu strukturu dvostruke veze. Mogu postojati dve rezonantne strukture, u kojima je gore prisutna polarna, imina struktura. <ref name="Herve2007">G. Herve; G. Jacob: ''Novel illustrations of the specific reactivity of 1,1-diamono-2,2-dinitroethene (DADNE) leading to new unexpected compounds'' in [[Tetrahedron]] 63 (2007) 953-959, {{doi|10.1016/j.tet.2006.11.031}}.</ref> Ovo takođe potvrđuje uočene hemijske osobine, kao što su elektrofilni dodaci.


[[Datoteka:FOX-7 structures.PNG|350px|centre|Estructura resonante del FOX-7]]
[[Datoteka:FOX-7 structures.PNG|350px|centre|Estructura resonante del FOX-7]]


U molekulu postoje dve jake intramolekularne vodonične veze između NH i on ne funkcioniše. Ovo rezultira planarnim Grundstrukturdes molekulom. Formira se u kristalnoj rešetki vodonične veze intermolekulerer rebrastog sloja strukture. <ref name="Evers"/> Kristalna struktura β-forme je ortorombna, <ref name="Evers"/> γ-forma prikazuje monoklinsku kristalnu rešetku sa prostornom grupom P2 1/n <ref>M.-J. Crawford, J. Evers, M. Göbel, T.M. Klapötke, M. Mayer, G. Oehlinger, J.M. Welch: ''γ–FOX-7: Structure of a high energy density material immediately prior to decomposition'' in Propellants, Explosives, Pyrotechnics 32 (2007) 478–495, {{DOI|10.1002/prep.200700240}}.</ref>
U molekulu postoje dve jake intramolekularne vodonične veze između NH i on ne funkcioniše. Ovo rezultira planarnim Grundstrukturdes molekulom. Formira se u kristalnoj rešetki vodonične veze intermolekulerer rebrastog sloja strukture. <ref name="Evers"/> Kristalna struktura β-forme je ortorombna, <ref name="Evers"/> γ-forma prikazuje monoklinsku kristalnu rešetku sa prostornom grupom P2 1/n <ref>M.-J. Crawford, J. Evers, M. Göbel, T.M. Klapötke, M. Mayer, G. Oehlinger, J.M. Welch: ''γ–FOX-7: Structure of a high energy density material immediately prior to decomposition'' in Propellants, Explosives, Pyrotechnics 32 (2007) 478–495, {{doi|10.1002/prep.200700240}}.</ref>


Jedinjenje je praktično nerastvorljivo u vodi. U drugim rastvaračima kao što su [[aceton]], etil acetat ili acetonitril, rastvorljivost je niska ispod 0,5 g/100 ml. <ref name="Bellamy">A.J. Bellamy: ''FOX-7 (1,1-Diamino-2,2-dinitroethene)'' in Struc. Bond. 125 (2007) 1-33. {{DOI|10.1007/430_2006_054}} (Structure & Bonding, Vol. 125: ''High energy density materials'', Ed. T.M. Klapötke. Springer 2007, {{DOI|10.1007/978-3-540-72202-1}} ISBN 978-3-540-72201-4)<!-- ([http://books.google.ch/books?id=Goa06nGm5AEC&pg=PA14 Digitalisat])--></ref> Ima bolju rastvorljivost u N,N-dimetilformamidu od 21 g/100 mL, u N-metil-2-pirolidonu od 32 g/100 mL i u dimetil sulfoksidu od 45 g na 100 mL. <ref name="Bellamy" />
Jedinjenje je praktično nerastvorljivo u vodi. U drugim rastvaračima kao što su [[aceton]], etil acetat ili acetonitril, rastvorljivost je niska ispod 0,5 g/100 ml. <ref name="Bellamy">A.J. Bellamy: ''FOX-7 (1,1-Diamino-2,2-dinitroethene)'' in Struc. Bond. 125 (2007) 1-33. {{doi|10.1007/430_2006_054}} (Structure & Bonding, Vol. 125: ''High energy density materials'', Ed. T.M. Klapötke. Springer 2007, {{doi|10.1007/978-3-540-72202-1}} {{cite book|isbn=978-3-540-72201-4|url=http://books.google.ch/books?id=Goa06nGm5AEC&pg=PA14}}</ref> Ima bolju rastvorljivost u N,N-dimetilformamidu od 21 g/100 mL, u N-metil-2-pirolidonu od 32 g/100 mL i u dimetil sulfoksidu od 45 g na 100 mL. <ref name="Bellamy" />


Molarna entalpija formiranja je Δ f H 0 = -130 kJ / mol. <ref name="Bellamy" /> NMR spektri jedinjenja su jednostavno DAR. 1H NMR spektar pokazuje samo na 8,77 ppm, široki pik koji je rezultat NH protona. <ref name="Latypov"/> 13C NMR spektar pokazuje dva pika na 128,5 ppm za atom ugljenika supstituisanog nitro grupom na 158,8 ppm i za atom ugljenika koji ima amino grupe. <ref name="Latypov"/>
Molarna entalpija formiranja je Δ f H 0 = -130 kJ / mol. <ref name="Bellamy" /> NMR spektri jedinjenja su jednostavno DAR. 1H NMR spektar pokazuje samo na 8,77 ppm, široki pik koji je rezultat NH protona. <ref name="Latypov"/> 13C NMR spektar pokazuje dva pika na 128,5 ppm za atom ugljenika supstituisanog nitro grupom na 158,8 ppm i za atom ugljenika koji ima amino grupe. <ref name="Latypov"/>
Ред 237: Ред 237:
=== Termička stabilnost i eksplozivna svojstva ===
=== Termička stabilnost i eksplozivna svojstva ===


'''1,1-diamino-2,2-dinitroetilen''' nema tačku topljenja, u termoanalitičkim merenjima od 180 [[Степен целзијуса|°C]] uočeno je dvostepeno raspadanje sa toplotom raspadanja od -1427 J/g. <ref name="Bellamy" /> Mehanizam razlaganja u odnosu na poluproizvode koji se proizvode su razmatrani teoretski i dovodi do konačnih proizvoda: [[ugljen monoksid]]a, [[azot]]a i [[voda|vode]]. <ref>A. Gindulyte, L. Massa, L. Huang, J. Karle: ''Proposed Mechanism of 1,1-Diamino-Dinitroethylene Decomposition: A Density Functional Theory Study'' in [[The Journal of Physical Chemistry|J. Phys. Chem.]] A 103 (1999) 11045-11051, {{DOI|10.1021/jp991794a}}.</ref> '''FOX-7''' je sličan neosetljiv na [[TATB]], koji je jedinjenje benzenskog prstena sa tri amino i tri nitro Desam grupe. '''FOX-7''' ima okosnicu od dva ugljenika umesto benzenskog prstena, ali amino i nitro grupe imaju slične efekte u oba slučaja prema objavljenim izveštajima o FOKS-hemijskim procesima, osetljivosti i raspadu.
'''1,1-diamino-2,2-dinitroetilen''' nema tačku topljenja, u termoanalitičkim merenjima od 180 [[Степен целзијуса|°C]] uočeno je dvostepeno raspadanje sa toplotom raspadanja od -1427 J/g. <ref name="Bellamy" /> Mehanizam razlaganja u odnosu na poluproizvode koji se proizvode su razmatrani teoretski i dovodi do konačnih proizvoda: [[ugljen monoksid]]a, [[azot]]a i [[voda|vode]]. <ref>A. Gindulyte, L. Massa, L. Huang, J. Karle: ''Proposed Mechanism of 1,1-Diamino-Dinitroethylene Decomposition: A Density Functional Theory Study'' in [[The Journal of Physical Chemistry|J. Phys. Chem.]] A 103 (1999) 11045-11051, {{doi|10.1021/jp991794a}}.</ref> '''FOX-7''' je sličan neosetljiv na [[TATB]], koji je jedinjenje benzenskog prstena sa tri amino i tri nitro Desam grupe. '''FOX-7''' ima okosnicu od dva ugljenika umesto benzenskog prstena, ali amino i nitro grupe imaju slične efekte u oba slučaja prema objavljenim izveštajima o FOKS-hemijskim procesima, osetljivosti i raspadu.


Važni indikatori eksplozije, kao što su energija eksplozije, brzina detonacije i detonacioni pritisak, procenjeni su različitim proračunskim metodama i eksperimentalno korišćenjem različitih metoda merenja. <ref name="Bellamy" /><ref name="Explosivstoffe">Köhler, J.; Meyer, R.; Homburg, A.: ''Explosivstoffe'', zehnte, vollständig überarbeitete Auflage,, Wiley-VCH, Weinheim {{page|year=2008|isbn=978-3-527-32009-7|pages=}}.</ref><ref name="Trzcinski">W.A. Trzcinski, S. Cudzilo, Z. Chylek, L. Szymanczyk: ''Detonation properties of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (DADNE)'' in J. Hazard. Mat. 157 (2008) 605–612, {{DOI|10.1016/j.jhazmat.2008.01.026}}.</ref> Izračunate vrednosti za energiju eksplozije variraju između 4442 4884 J'''·'''g<sup>-1</sup>, za brzinu detonacije između 8.453 m'''·'''s<sup>-1</sup> a 8.869 m'''·'''s<sup>-1</sup> <ref name="Bellamy" /><ref name="Explosivstoffe"/><ref name="Trzcinski"/><ref name="dsto"/> i detonacioni pritisak između 29,3 GPa i 34,0 GPa. <ref name="Bellamy" /><ref name="Trzcinski"/> Eksperimentalno utvrđene vrednosti su za energiju eksplozije 4.860 J · g<sup>-1</sup>, brzinu detonacije između 8.325 m'''·'''s -1 i 8.405 m'''·'''s<sup>-1</sup> i pritisak detonacije 28,4 GPa. <ref name="Trzcinski"/> Jedinjenje koje ima energiju udara od 11-40 Nm osetljivo na udar. <ref name="Trzcinski">W.A. Trzcinski, S. Cudzilo, Z. Chylek, L. Szymanczyk: ''Detonation properties of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (DADNE)'' in J. Hazard. Mat. 157 (2008) 605–612, {{DOI|10.1016/j.jhazmat.2008.01.026}}.</ref><ref name="Explosivstoffe"/> Osetljivost na udar zavisi od distribucije veličine čestica ispitivanog materijala. <ref name="Trzcinski"/> nije identifikovana sila trenja od 353 N osetljivosti na trenje. <ref name="Bellamy" /><ref name="Trzcinski"/>
Važni indikatori eksplozije, kao što su energija eksplozije, brzina detonacije i detonacioni pritisak, procenjeni su različitim proračunskim metodama i eksperimentalno korišćenjem različitih metoda merenja. <ref name="Bellamy" /><ref name="Explosivstoffe">Köhler, J.; Meyer, R.; Homburg, A.: ''Explosivstoffe'', zehnte, vollständig überarbeitete Auflage,, Wiley-VCH, Weinheim {{page|year=2008|isbn=978-3-527-32009-7|pages=}}.</ref><ref name="Trzcinski">W.A. Trzcinski, S. Cudzilo, Z. Chylek, L. Szymanczyk: ''Detonation properties of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (DADNE)'' in J. Hazard. Mat. 157 (2008) 605–612, {{doi|10.1016/j.jhazmat.2008.01.026}}.</ref> Izračunate vrednosti za energiju eksplozije variraju između 4442 4884 J'''·'''g<sup>-1</sup>, za brzinu detonacije između 8.453 m'''·'''s<sup>-1</sup> a 8.869 m'''·'''s<sup>-1</sup> <ref name="Bellamy" /><ref name="Explosivstoffe"/><ref name="Trzcinski"/><ref name="dsto"/> i detonacioni pritisak između 29,3 GPa i 34,0 GPa. <ref name="Bellamy" /><ref name="Trzcinski"/> Eksperimentalno utvrđene vrednosti su za energiju eksplozije 4.860 J · g<sup>-1</sup>, brzinu detonacije između 8.325 m'''·'''s -1 i 8.405 m'''·'''s<sup>-1</sup> i pritisak detonacije 28,4 GPa. <ref name="Trzcinski"/> Jedinjenje koje ima energiju udara od 11-40 Nm osetljivo na udar. <ref name="Trzcinski">W.A. Trzcinski, S. Cudzilo, Z. Chylek, L. Szymanczyk: ''Detonation properties of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (DADNE)'' in J. Hazard. Mat. 157 (2008) 605–612, {{doi|10.1016/j.jhazmat.2008.01.026}}.</ref><ref name="Explosivstoffe"/> Osetljivost na udar zavisi od distribucije veličine čestica ispitivanog materijala. <ref name="Trzcinski"/> nije identifikovana sila trenja od 353 N osetljivosti na trenje. <ref name="Bellamy" /><ref name="Trzcinski"/>


Njegova eksplozivna svojstva izgledaju izuzetno povoljna; Pored njegovih neosetljivih osobina, brzina detonacije smeše 80% '''FOX-7''' plus veziva je visoka kao skoro čisto [[Kompozicija B]], a vezani prah eksploziva na bazi '''FOX-7''' je nešto veći od [[Heksogen|RDX]]-a . <ref>[http://www.intdetsymp.org/detsymp2002/PaperSubmit/FinalManuscript/pdf/Karlsson-165.pdf DETONATION AND SENSITIVITY PROPERTIES OF FOX-7 AND FORMULATIONS CONTAINING FOX-7], Karlsson et al., 2002, accessed Aug 25, 2005</ref>
Njegova eksplozivna svojstva izgledaju izuzetno povoljna; Pored njegovih neosetljivih osobina, brzina detonacije smeše 80% '''FOX-7''' plus veziva je visoka kao skoro čisto [[Kompozicija B]], a vezani prah eksploziva na bazi '''FOX-7''' je nešto veći od [[Heksogen|RDX]]-a . <ref>[http://www.intdetsymp.org/detsymp2002/PaperSubmit/FinalManuscript/pdf/Karlsson-165.pdf DETONATION AND SENSITIVITY PROPERTIES OF FOX-7 AND FORMULATIONS CONTAINING FOX-7], Karlsson et al., 2002, accessed Aug 25, 2005</ref>
Ред 249: Ред 249:
[[Datoteka:FOX-7 base hydrolysis.png|500px|centre|Protolysegleichgewicht e hidrólisis básica]]
[[Datoteka:FOX-7 base hydrolysis.png|500px|centre|Protolysegleichgewicht e hidrólisis básica]]


Zbog velikih razlika u polaritetu u molekulu, u hemijskim reakcijama postavljaju se zanimljiva pitanja. Supstanca može u prisustvu anhidrida [[Сирћетна киселина|sirćetne kiseline]] ili anhidrida [[Trifluorosirćetna kiselina|trifluorosirćetne kiseline]] sa [[Азотна киселина|azotnom kiselinom]], podvrgnuti daljoj nitraciji. <ref name="Herve2005">G. Herve; G. Jacob; N. Latypov: ''The reactivity of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (FOX-7)'' in [[Tetrahedron]] 61(2005) 6743–6748, {{DOI|10.1026/j.tet.2005.05.010}}.</ref> Dobijeno jedinjenje tetranitro je termički nestabilno. Razlaganje je relevantno čak i na sobnoj temperaturi. Na -20 [[Степен целзијуса|°C]] može se čuvati oko nedelju dana. <ref name="Herve2005"/> Razlaganje amonijaka u rastvoru acetonitrila daje amonijumsku so trinitrometana i nitrogvanidina. <ref name="Herve2005"/>
Zbog velikih razlika u polaritetu u molekulu, u hemijskim reakcijama postavljaju se zanimljiva pitanja. Supstanca može u prisustvu anhidrida [[Сирћетна киселина|sirćetne kiseline]] ili anhidrida [[Trifluorosirćetna kiselina|trifluorosirćetne kiseline]] sa [[Азотна киселина|azotnom kiselinom]], podvrgnuti daljoj nitraciji. <ref name="Herve2005">G. Herve; G. Jacob; N. Latypov: ''The reactivity of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (FOX-7)'' in [[Tetrahedron]] 61(2005) 6743–6748, {{doi|10.1026/j.tet.2005.05.010}}.</ref> Dobijeno jedinjenje tetranitro je termički nestabilno. Razlaganje je relevantno čak i na sobnoj temperaturi. Na -20 [[Степен целзијуса|°C]] može se čuvati oko nedelju dana. <ref name="Herve2005"/> Razlaganje amonijaka u rastvoru acetonitrila daje amonijumsku so trinitrometana i nitrogvanidina. <ref name="Herve2005"/>


[[Datoteka:FOX-7 nitration 02.PNG|750px|centre|Nitriogenación del FOX-7]]
[[Datoteka:FOX-7 nitration 02.PNG|750px|centre|Nitriogenación del FOX-7]]
Ред 263: Ред 263:
== Korišćenje ==
== Korišćenje ==


Zbog svojih kiselih svojstava, FOX-7 sa nukleofilom i baznim materijalima reaguje da bi proizveo veću energiju. Dakle, reakcija sa [[gvanidinijum hlorid]]om u prisustvu [[kalijum hidroksid]]a, gvanidinijum soli: G(FOX-7) [H<sub>2</sub>N=C(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>]<sup>+</sup>(FOX-7)<sup>−</sup>.<sup>[</sup><ref name="Xu">Kangzhen Xu, Jirong Songa, Fengqi Zhao, Haixia Ma, Hongxu Gao, Chunran Changa Yinghui, Rena Rongzu Hu: ''Thermal behaviour, specific heat capacity and adiabatic time-to-explosion of G(FOX-7)'' in [[J. Hazard. Mat.]] 158 (2008) 333–339, {{DOI|10.1016/j.jhazmat.2008.01.077}}.</ref><sup>]</sup> Veći sadržaj azota u molekulu uzrokovan termičkom razgradnjom većeg razvoja gasa, što je omogućilo je primena u pogonskim gorivima. <ref name="Xu"/>
Zbog svojih kiselih svojstava, FOX-7 sa nukleofilom i baznim materijalima reaguje da bi proizveo veću energiju. Dakle, reakcija sa [[gvanidinijum hlorid]]om u prisustvu [[kalijum hidroksid]]a, gvanidinijum soli: G(FOX-7) [H<sub>2</sub>N=C(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>]<sup>+</sup>(FOX-7)<sup>−</sup>.<sup>[</sup><ref name="Xu">Kangzhen Xu, Jirong Songa, Fengqi Zhao, Haixia Ma, Hongxu Gao, Chunran Changa Yinghui, Rena Rongzu Hu: ''Thermal behaviour, specific heat capacity and adiabatic time-to-explosion of G(FOX-7)'' in [[J. Hazard. Mat.]] 158 (2008) 333–339, {{doi|10.1016/j.jhazmat.2008.01.077}}.</ref><sup>]</sup> Veći sadržaj azota u molekulu uzrokovan termičkom razgradnjom većeg razvoja gasa, što je omogućilo je primena u pogonskim gorivima. <ref name="Xu"/>


Trenutno ne postoji velika upotreba '''FOX-7''', ali se testira u raznim vojnim istraživačkim centrima. Potreba za manje osetljivom municijom je najvažniji pokretač za korišćenje '''FOX-7'''.
Trenutno ne postoji velika upotreba '''FOX-7''', ali se testira u raznim vojnim istraživačkim centrima. Potreba za manje osetljivom municijom je najvažniji pokretač za korišćenje '''FOX-7'''.

Верзија на датум 15. јул 2023. у 04:31

2,2-Dinitroeten-1,1-diamin
Identifikacija
3D model (Jmol)
ECHA InfoCard 100.130.630
  • NC(=C([N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-])N
Svojstva
C2H4N4O4
Molarna masa 148,078
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Reference infokutije

1,1-diamino-2,2-dinitroetilen (DADNE) ili FOX-7 [1] je neosetljivo visoko eksplozivno jedinjenje, ali je i organsko jedinjenje, koje sadrži 2 atoma ugljenika i ima molekulsku masu od 148,078 Da. Prvi put ga je sintetizovao Švedski institut za istraživanje nacionalne odbrane (FOS) 1998. godine. [2] Ime FOX-7 izvedeno je iz akronima Švedske agencije za odbrambena istraživanja (FOI), pri čemu je I zamenjeno sa X da bi označilo eksploziv, kao u RDX i HMX. [3]

FOX-7 je sličan neosetljivom hemijskom jedinjenju TATB, koje je jedinjenje benzenskog prstena sa tri amino i tri nitro grupe. [4] FOX-7 ima okosnicu od dva ugljenika, a ne benzenski prsten, ali amino i nitro grupe imaju slične efekte u oba slučaja prema objavljenim izveštajima o osetljivosti i procesima hemijskog raspada FOX-7. [5] FOX-7 je stehiometrijski identičan (ali strukturno nepovezan) [6] sa eksplozivima i pogonskim gorivom RDX i HMX, i stoga proizvodi istu količinu gasa po gramu, što je ključna determinanta performansi. [5]

Prema različitim merama, kao što su udar spuštene težine, sila trenja, temperatura paljenja i odgovor na zagrevanje u zatvorenom prostoru, manje je osetljiv od referentnog eksplozivnog RDX-a, dok ima performanse nešto veće od istog. [6] Njegova eksplozivna svojstva izgledaju izuzetno povoljna; pored njegovih neosetljivih svojstava, brzina detonacije smeše 80% FOX-7 plus veziva je visoka kao Kompozicija B, a skoro čisti eksplozivi na bazi FOX-7 plastičnih veza su malo bolji od RDX-a. [7] Izračunato je da FOX-7 ima brzinu detonacije od 8.870 m/s. [8] Naboji sastavljeni od EVA obložene granule FOX-7 presovane u pelete od 92% teorijske maksimalne gustine su imale brzinu detonacije od 7730 m/s, u poređenju sa 7630 m/s za sličan sastav RDX / EVA, i 5% veći detonacioni pritisak. [6]

FOX-7 proizvodi EURENCO Bofors AB iz Švedske od 2018. godine, [9] nakon što se proizvodio u serijama do 7 kg (15 lb) 2001. [10] U laboratorijskoj sintezi, troškovi materijala su izračunati na oko 3000 AU$/kg (cene u 2002. AUD) koristeći cene od istraživačkih dobavljača hemikalija. U to vreme, FOX-7 se mogao kupiti od NEKSPLO Bofors AB po ceni od 3200 SEK/kg. [6] Zbog male proizvodnje, cena FOX-7 je relativno visoka. Međutim, proizvodnja se zasniva na komercijalnom početnom materijalu i sinteza nije komplikovana. [11] 

FOX-7 je atraktivan predmet za istraživanje i razvoj zbog svoje kombinacije neosetljivosti i moći. FOX-7 deluje slično kao RDX, jedan od najmoćnijih eksploziva i potisnih gasova koji se koriste, za razliku od drugih neosetljivih visokih eksploziva koji su pod istragom, kao što su TATB, nitrotriazolon, TEX i 2,6-diamino-3,5-dinitropirazin-1-oksid (LLM-105). Zbog potrebe za manje osetljivom municijom, FOX-7 se istražuje u mnogim vojnim istraživačkim centrima, [5] uključujući Australiju, Indiju, SAD i Švedsku. [3][6][9][10]

Osobine

Osobina Vrednost
Broj akceptora vodonika 6
Broj donora vodonika 2
Broj rotacionih veza 2
Particioni koeficijent[12] (ALogP) -0,6
Rastvorljivost[13] (logS, log(mol/L)) -3,1
Polarna površina[14] (PSA, Å2) 143,7

Istorija

Sinteza derivata 1,1-diamino-2,2-dinitroetilena opisana je 1992. godine. Od 1,1-dijodo-2,2-dinitroetilena se rotacijom sa alkilaminima mogu dobiti odgovarajuće veze 1,1-dialkilamino-2,2-dinitroetilen. Reakcija sa amonijakom kao proizvodom reakcije dala je amonijumsku so cijanodinitrometana i stoga ne bazno jedinjenje 1,1-diamino-2,2-dinitroetilen. [15] Sintezu 1,1-diamino-2,2-dinitroetilena (FOX-7) prvi put je izvestio 1998. FOA Defence Research Institute. [16] Sa <10% prinosa, ovaj put, uprkos jeftinom materijalu od 2-metil-imidazola, nije komercijalno održiv.

Síntesis de laboratorio del FOX-7

Sinteza

Priprema diaminodinitroetilena se vrši samo u malim serijama, što rezultira relativno visokom cenom. Optimizovana sinteza sa prinosom >90% ide od 2,6-dihidroksi-4-metilpirimidina iz kojeg nitracijom u nitracionoj kiselini postaje tetranitro intermedijer. Intermedijarni proizvod se zatim hidrolitički cepa za ciljno jedinjenje, dinitrometan i ugljen-dioksid. [17] Početno jedinjenje 2,6-dihidroksi-4-metilpirimidin je iz ciklizacije acetamidin hidrohlorida sa dietil malonatom u prisustvu natrijuma i etanola. [5]

Síntesis del FOX-7

Verifikacija konverzije je tečna hromatografija odvajanja mogućih specijalnih grafitnih kolona. [18]

FOX-7 se proizvodi u Eureco Bofors AB u Švedskoj. Zbog male proizvodnje, cena FOX-7 je relativno visoka. Međutim, proizvodnja se zasniva na komercijalnom početnom materijalu i sinteza nije komplikovana. Stoga se očekuje da će cena opasti kako se obim proizvodnje povećava.

Svojstva

Fizička svojstva

1,1-Diamino-2,2-dinitroetilen formira žute kristale. [19] Jedinjenje pokazuje polimorfno ponašanje. Na sobnoj temperaturi postoji α oblik, koji se pri zagrevanju iznad 114 °C pretvara u β oblik. Ova fazna tranzicija je reverzibilna. Konverzija u γ oblik je primećena na 173 °C. γ-forma je metastabilna i pri hlađenju se polako i nepotpuno transformiše u α. [20] Nema tačku topljenja jer od 180 °C dolazi do egzotermne reakcije raspadanja. Monokristal iz NMP/kristalizovane vode α-forme je otkrio monoklinsku kristalnu strukturu. [21] Prisustvo donora elektrona i grupa za povlačenje elektrona u molekulu rezultira promenama dužine veze. Dužina veze ugljenik-ugljenik je 145,6 pm, tipične dužine jednostruke veze su 154 pm i dvostruke veze 134 pm, [22] stoga jedinjenje ima čistu strukturu dvostruke veze. Mogu postojati dve rezonantne strukture, u kojima je gore prisutna polarna, imina struktura. [23] Ovo takođe potvrđuje uočene hemijske osobine, kao što su elektrofilni dodaci.

Estructura resonante del FOX-7
Estructura resonante del FOX-7

U molekulu postoje dve jake intramolekularne vodonične veze između NH i on ne funkcioniše. Ovo rezultira planarnim Grundstrukturdes molekulom. Formira se u kristalnoj rešetki vodonične veze intermolekulerer rebrastog sloja strukture. [22] Kristalna struktura β-forme je ortorombna, [22] γ-forma prikazuje monoklinsku kristalnu rešetku sa prostornom grupom P2 1/n [24]

Jedinjenje je praktično nerastvorljivo u vodi. U drugim rastvaračima kao što su aceton, etil acetat ili acetonitril, rastvorljivost je niska ispod 0,5 g/100 ml. [25] Ima bolju rastvorljivost u N,N-dimetilformamidu od 21 g/100 mL, u N-metil-2-pirolidonu od 32 g/100 mL i u dimetil sulfoksidu od 45 g na 100 mL. [25]

Molarna entalpija formiranja je Δ f H 0 = -130 kJ / mol. [25] NMR spektri jedinjenja su jednostavno DAR. 1H NMR spektar pokazuje samo na 8,77 ppm, široki pik koji je rezultat NH protona. [16] 13C NMR spektar pokazuje dva pika na 128,5 ppm za atom ugljenika supstituisanog nitro grupom na 158,8 ppm i za atom ugljenika koji ima amino grupe. [16]

Termička stabilnost i eksplozivna svojstva

1,1-diamino-2,2-dinitroetilen nema tačku topljenja, u termoanalitičkim merenjima od 180 °C uočeno je dvostepeno raspadanje sa toplotom raspadanja od -1427 J/g. [25] Mehanizam razlaganja u odnosu na poluproizvode koji se proizvode su razmatrani teoretski i dovodi do konačnih proizvoda: ugljen monoksida, azota i vode. [26] FOX-7 je sličan neosetljiv na TATB, koji je jedinjenje benzenskog prstena sa tri amino i tri nitro Desam grupe. FOX-7 ima okosnicu od dva ugljenika umesto benzenskog prstena, ali amino i nitro grupe imaju slične efekte u oba slučaja prema objavljenim izveštajima o FOKS-hemijskim procesima, osetljivosti i raspadu.

Važni indikatori eksplozije, kao što su energija eksplozije, brzina detonacije i detonacioni pritisak, procenjeni su različitim proračunskim metodama i eksperimentalno korišćenjem različitih metoda merenja. [25][27][28] Izračunate vrednosti za energiju eksplozije variraju između 4442 4884 J·g-1, za brzinu detonacije između 8.453 m·s-1 a 8.869 m·s-1 [25][27][28][2] i detonacioni pritisak između 29,3 GPa i 34,0 GPa. [25][28] Eksperimentalno utvrđene vrednosti su za energiju eksplozije 4.860 J · g-1, brzinu detonacije između 8.325 m·s -1 i 8.405 m·s-1 i pritisak detonacije 28,4 GPa. [28] Jedinjenje koje ima energiju udara od 11-40 Nm osetljivo na udar. [28][27] Osetljivost na udar zavisi od distribucije veličine čestica ispitivanog materijala. [28] nije identifikovana sila trenja od 353 N osetljivosti na trenje. [25][28]

Njegova eksplozivna svojstva izgledaju izuzetno povoljna; Pored njegovih neosetljivih osobina, brzina detonacije smeše 80% FOX-7 plus veziva je visoka kao skoro čisto Kompozicija B, a vezani prah eksploziva na bazi FOX-7 je nešto veći od RDX-a . [29]

Hemijska svojstva

Jedinjenje ima kisela svojstva. U prisustvu baza može izgubiti nešto protona. Vrednost pK je približno 10,6. [25] Reakcija sa kalijum hidroksidom na niskim temperaturama može izolovati kalijumovu so kao belu, kristalnu čvrstu supstancu. Zagrevanjem na 70 °C sa rastvorom kalijum hidroksida dolazi do bazične hidrolize, formiraju se kalijumova so dinitrometana i uree. [25]

Protolysegleichgewicht e hidrólisis básica
Protolysegleichgewicht e hidrólisis básica

Zbog velikih razlika u polaritetu u molekulu, u hemijskim reakcijama postavljaju se zanimljiva pitanja. Supstanca može u prisustvu anhidrida sirćetne kiseline ili anhidrida trifluorosirćetne kiseline sa azotnom kiselinom, podvrgnuti daljoj nitraciji. [30] Dobijeno jedinjenje tetranitro je termički nestabilno. Razlaganje je relevantno čak i na sobnoj temperaturi. Na -20 °C može se čuvati oko nedelju dana. [30] Razlaganje amonijaka u rastvoru acetonitrila daje amonijumsku so trinitrometana i nitrogvanidina. [30]

Nitriogenación del FOX-7
Nitriogenación del FOX-7

Halogenacija sa N-bromosukcinimidom ili N-hlorosukcinimidom se vrši analogno kao kod nitracije u kojoj je geminalni atom ugljenika nitro grupa i amino grupa. [30]Oksidacija sa 30% vodonik peroksida u sumpornoj kiselini ili sa trifluorosirćetnom kiselinom dovodi do oslobađanja azotne kiseline i diaminosirćetne kiseline diazot trioksida. [23]

Oxidation von FOX-7
Oxidation von FOX-7

1,1-diamino-2,2-dinitroetilen je polazni materijal za proizvodnju tetrazola. Formiranje tetrazolnog prstena može se postići reakcijom sa trimetilsilil azidom u DMSO sa formiranjem 5-amidinotetrazola. Baznom hidrolizom može se dobiti kalijumova so amida tetrazol-5-karboksilne kiseline. Njegova reakcija sa metil jodidom daje dva izomera 1-metiltetrazol-5-karboksamid i 2-metiltetrazol-5-karboksamid. [23]

Síntesis del Tetrazolderivaten
Síntesis del Tetrazolderivaten

Korišćenje

Zbog svojih kiselih svojstava, FOX-7 sa nukleofilom i baznim materijalima reaguje da bi proizveo veću energiju. Dakle, reakcija sa gvanidinijum hloridom u prisustvu kalijum hidroksida, gvanidinijum soli: G(FOX-7) [H2N=C(NH2)2]+(FOX-7)−.[[31]] Veći sadržaj azota u molekulu uzrokovan termičkom razgradnjom većeg razvoja gasa, što je omogućilo je primena u pogonskim gorivima. [31]

Trenutno ne postoji velika upotreba FOX-7, ali se testira u raznim vojnim istraživačkim centrima. Potreba za manje osetljivom municijom je najvažniji pokretač za korišćenje FOX-7.

Reference

  1. ^ US Patent 6340780 - Method of preparing salts of dinitromethane
  2. ^ а б Bemm, U.; Östmark, H. (1998). „1,1-Diamino-2,2-dinitroethylene: A Novel Energetic Material with Infinite Layers in Two Dimensions”. Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications. 54 (12): 1997—1999. S2CID 94008170. doi:10.1107/S0108270198007987. .
  3. ^ а б Viswanath, Dabir S.; Ghosh, Tushar K.; Boddu, Veera M. (2018), „FOX-7 (1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylene)”, Emerging Energetic Materials: Synthesis, Physicochemical, and Detonation Properties, Dordrecht: Springer Netherlands, стр. 101—139, ISBN 978-94-024-1199-7, doi:10.1007/978-94-024-1201-7_3, Приступљено 2021-01-25 
  4. ^ Hervé, Grégoire; Jacob, Guy; Latypov, Nikolaj (2005). „The reactivity of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (FOX-7)”. Tetrahedron. 61 (28): 6743. doi:10.1016/j.tet.2005.05.010. 
  5. ^ а б в г Anniyappan, M.; Talawar, M.B.; Gore, G.M.; Venugopalan, S.; Gandhe, B.R. (2006). „Synthesis, characterization and thermolysis of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (FOX-7) and its salts”. Journal of Hazardous Materials. 137 (2): 812—9. PMID 16701943. doi:10.1016/j.jhazmat.2006.03.034. 
  6. ^ а б в г д Ian J., Lochert (новембар 2001). FOX-7 - A New Insensitive Explosive (PDF) (Технички извештај). Fisherman's Bend, Victoria, Australia: Defense Science & Technology Organization. DSTO-TR-1238. Архивирано (PDF) из оригинала 2021-01-25. г. Приступљено 2021-01-25. 
  7. ^ Latypov, Nikolai V.; Bergman, Jan; Langlet, Abraham; Wellmar, Ulf; Bemm, Ulf (1998). „Synthesis and reactions of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene”. Tetrahedron. 54 (38): 11525—11536. doi:10.1016/s0040-4020(98)00673-5. 
  8. ^ Detonation and Sensitivity Properties of FOX-7 and Formulations Containing FOX-7 Архивирано 2005-05-22 на сајту Wayback Machine, Karlsson et al., 2002, accessed Aug 25, 2005
  9. ^ а б Sleadd, Bradley A.; Boruta, David T.; Clubb, Joseph W. (24. 4. 2018). Development of a CONUS manufacturing capability for FOX-7 (PDF) (Технички извештај). National Defense Industrial Association. Архивирано (PDF) из оригинала 25. 1. 2021. г. Приступљено 25. 1. 2021. 
  10. ^ а б Ostmark, Henric; Bergman, Helena; Bemm, Ulf; Goede, Patrick (6. 7. 2001). „Energetic Materials: Ignition, Combustion and Detonation”. 2, 2-dinitro-ethene-1, 1-diamine(FOX-7)- Properties, analysis and scale-up. 32nd International Conference of ICT. Karlsruhe, Germany: Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie. стр. 26—1 — 26—21. Архивирано из оригинала 2021-01-25. г. Приступљено 2021-01-25. 
  11. ^ US Patent 6312538 - Chemical compound suitable for use as an explosive, intermediate and method for preparing the compound
  12. ^ Ghose, A.K.; Viswanadhan V.N. & Wendoloski, J.J. (1998). „Prediction of Hydrophobic (Lipophilic) Properties of Small Organic Molecules Using Fragment Methods: An Analysis of AlogP and CLogP Methods”. J. Phys. Chem. A. 102: 3762—3772. doi:10.1021/jp980230o. 
  13. ^ Tetko IV, Tanchuk VY, Kasheva TN, Villa AE (2001). „Estimation of Aqueous Solubility of Chemical Compounds Using E-State Indices”. Chem Inf. Comput. Sci. 41: 1488—1493. PMID 11749573. doi:10.1021/ci000392t. 
  14. ^ Ertl P.; Rohde B.; Selzer P. (2000). „Fast calculation of molecular polar surface area as a sum of fragment based contributions and its application to the prediction of drug transport properties”. J. Med. Chem. 43: 3714—3717. PMID 11020286. doi:10.1021/jm000942e. 
  15. ^ K. Baum, S.S. Bigelow, Nguyen Nghi Van, T.G. Archibald, R. Gilardi, J.L. Flippen-Anderson, C. George: Synthesis and reactions of 1,1-diiododinitroethylene in J. Org. Chem. 57 (1992) 235–241, doi:10.1021/jo00027a042.
  16. ^ а б в N.V. Latypov, J. Bemm, A. Langlet, U. Wellmar, U. Bemm: Synthesis and reactions of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene in Tetrahedron 54 (1998) 11525–11536, doi:10.1016/S0040-4020(98)00673-5.
  17. ^ N.V. Latypov, M. Johansson, E. Holmgren, E.V. Sizova, V.V. Sizov, A.J. Bellamy: On the Synthesis of 1,1-Diamino-2,2-dinitroethene (FOX-7) by Nitration of 4,6-Dihydroxy-2-methylpyrimidine in Org. Process Res. Dev. 11 (2007) 56–59, doi:10.1021/op068010t.
  18. ^ B. Buszewski, M. Michel, S. Cudzilo, Z. Chylek: High performance liquid chromatography of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene and some intermediate products of its synthesis in J. Hazard. Mat. 164 (2009) 1051–1058, doi:10.1016/j.jhazmat.2008.09.018.
  19. ^ H. Cai, Y. Shu, H. Huang, B. Cheng, J. Li: Study on Reactions of 2-(Dinitromethylene)-4,5-imidazolidinedione in J. Org. Chem. 69 (2004) 4369–4374, doi:10.1021/jo030395f.
  20. ^ P.B. Kampa, M. Herrmann: Temperature resolved X-ray diffraction for the investigation of the phase transitions of FOX-7 in Part. Part. Syst. Char. 22 (2005) 418–422, doi:10.1002/ppsc.200501006.
  21. ^ U. Bemm, H. Östmark: 1,1-Diamino-2,2-dinitroethylene. A novel energetic material with infinite layers in two dimensions in Acta Cryst. C 54 (1998) 1997–1999, doi:10.1107/S0108270198007987.
  22. ^ а б в J. Evers, T. M. Klapötke, P. Mayer, G. Oehlinger, J. Welch: α- and β-FOX-7, Polymorphs of a High Energy Density Material, Studied by X-ray Single Crystal and Powder Investigations in the Temperature Range from 200 to 423 K in Inorg. Chem. 45 (2006) 4996–5007, doi:10.1021/ic052150m.
  23. ^ а б в G. Herve; G. Jacob: Novel illustrations of the specific reactivity of 1,1-diamono-2,2-dinitroethene (DADNE) leading to new unexpected compounds in Tetrahedron 63 (2007) 953-959, doi:10.1016/j.tet.2006.11.031.
  24. ^ M.-J. Crawford, J. Evers, M. Göbel, T.M. Klapötke, M. Mayer, G. Oehlinger, J.M. Welch: γ–FOX-7: Structure of a high energy density material immediately prior to decomposition in Propellants, Explosives, Pyrotechnics 32 (2007) 478–495, doi:10.1002/prep.200700240.
  25. ^ а б в г д ђ е ж з и A.J. Bellamy: FOX-7 (1,1-Diamino-2,2-dinitroethene) in Struc. Bond. 125 (2007) 1-33. doi:10.1007/430_2006_054 (Structure & Bonding, Vol. 125: High energy density materials, Ed. T.M. Klapötke. Springer 2007, doi:10.1007/978-3-540-72202-1 . ISBN 978-3-540-72201-4 http://books.google.ch/books?id=Goa06nGm5AEC&pg=PA14.  Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ)
  26. ^ A. Gindulyte, L. Massa, L. Huang, J. Karle: Proposed Mechanism of 1,1-Diamino-Dinitroethylene Decomposition: A Density Functional Theory Study in J. Phys. Chem. A 103 (1999) 11045-11051, doi:10.1021/jp991794a.
  27. ^ а б в Köhler, J.; Meyer, R.; Homburg, A.: Explosivstoffe, zehnte, vollständig überarbeitete Auflage,, Wiley-VCH, Weinheim 2008. ISBN 978-3-527-32009-7..
  28. ^ а б в г д ђ е W.A. Trzcinski, S. Cudzilo, Z. Chylek, L. Szymanczyk: Detonation properties of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (DADNE) in J. Hazard. Mat. 157 (2008) 605–612, doi:10.1016/j.jhazmat.2008.01.026.
  29. ^ DETONATION AND SENSITIVITY PROPERTIES OF FOX-7 AND FORMULATIONS CONTAINING FOX-7, Karlsson et al., 2002, accessed Aug 25, 2005
  30. ^ а б в г G. Herve; G. Jacob; N. Latypov: The reactivity of 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (FOX-7) in Tetrahedron 61(2005) 6743–6748, doi:10.1026/j.tet.2005.05.010.
  31. ^ а б Kangzhen Xu, Jirong Songa, Fengqi Zhao, Haixia Ma, Hongxu Gao, Chunran Changa Yinghui, Rena Rongzu Hu: Thermal behaviour, specific heat capacity and adiabatic time-to-explosion of G(FOX-7) in J. Hazard. Mat. 158 (2008) 333–339, doi:10.1016/j.jhazmat.2008.01.077.

Literatura

Dodatna literatura

  • Sorescu, Dan C.; Boatz, Jerry A.; Thompson, Donald L. (2001). „Classical and Quantum-Mechanical Studies of Crystalline FOX-7 (1,1-Diamino-2,2-dinitroethylene)”. The Journal of Physical Chemistry A. 105 (20): 5010. Bibcode:2001JPCA..105.5010S. doi:10.1021/jp010289m. 
  • Evers, Jürgen; Klapötke, Thomas M.; Mayer, Peter; Oehlinger, Gilbert; Welch, Jan (2006). „Α- and β-FOX-7, Polymorphs of a High Energy Density Material, Studied by X-ray Single Crystal and Powder Investigations in the Temperature Range from 200 to 423 K”. Inorganic Chemistry. 45 (13): 4996—5007. PMID 16780321. doi:10.1021/ic052150m. 

Bibliografija

Spoljašnje veze

2,2-Dinitroeten-1,1-diamin на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=2,2-Dinitroeten-1,1-diamin&oldid=25984857”