1,3,3-тринитроазетидин
| |
| Називи | |
|---|---|
| Преферисани IUPAC назив
1,3,3-Тринитроазетидине | |
| Други називи
ТНАЗ
| |
| Идентификација | |
3Д модел (Jmol)
|
|
| ChemSpider | |
| УНИИ | |
| |
| Својства | |
| C3H4N4O6 | |
| Моларна маса | 192,09 g·mol−1 |
| Агрегатно стање | Пале yеллоw црyсталс |
| Густина | 1,84 g/cm3 |
| Тачка топљења | 101[3] °C (214 °F; 374 K) |
| Тачка кључања | 252[3] °C (486 °F; 525 K) |
| Структура | |
| Кристална решетка/структура | Ортхорхомбиц |
| Експлозивност | |
| Брзина детонације | 9597 м/с[4] |
Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
 (шта је   ?)
| |
| Референце инфокутије | |
1,3,3-тринитроазетидин (ТНАЗ) је високо енергично хетероциклично једињење које се сматра потенцијалном заменом за ТНТ због своје ниске тачке топљења (101 °Ц (214 °Ф; 374 К)) и добре термичке стабилности (240 °Ц (464 °Ф; 513 К)). ТНАЗ су први синтетизовали Арчибалд ет ал. 1990. [5] Познато је неколико путева синтезе, а масовна производња од неколико стотина килограма серија је демонстрирана у Националној лабораторији у Лос Аламосу. [6] [3] [7]
Историја[уреди | уреди извор]
1,3,3-тринитроазетидин супстанца је први пут пронађена 1983. године и интензивно је истраживана 1990-их као могућа компонента војног експлозива. Замена ТНТ-а са ТНАЗ-ом у ливеним смешама са октогеном довела би до умереног повећања јачине таквих експлозива (са 330 кбар на 380 кбар).
Производња[уреди | уреди извор]
У првој фази, 1-терц-бутил-3-азетидинол се добија реакцијом епихлорохидрина са терц-бутиламином, који се постепеном нитрацијом претвара у 1,3,3-тринитроазетидин. [8] [5] Принос од ове имплементације је прилично низак. [9] Алтернативна синтеза се заснива на 3-амино-1,2-пропандиолу, који је циклизован у одговарајући дериват азетидина коришћењем литијум хидрида након увођења п-толуенсулфонил и терц-бутилдиметилсилил заштитних група. Интермедијерно једињење настаје након оксидације са хром триоксидом и реакције са хидроксиламином и конвертује се у оксимски интермедијер, који се затим оксидативно нитрира са азотном киселином да би се добило циљно тринитро једињење. [9]
Својства[уреди | уреди извор]
1,3,3-тринитроазетидин (ТНАЗ) је бела кристална супстанца са ниском тачком топљења (101 °Ц (214 °Ф; 374 К)) и густином од 1,84 г/цм³. То је снажан ливени експлозив који се налази између октогена и хексогена (Пцј 364 кбар, енергија детонације 6.343 кЈ/кг), а брзина детонације са 9000 м/с-1. Такви ливени ТНАЗ и ХМX експлозиви би надмашили октогени ПБX (око 370 кбар), који су и даље најмоћнији војни експлозиви (главна примена у противваздушним и противтенковским пројектилима). [10] [11]
Једињење кристалише у орторомбичкој решетки са просторном групом Пбца. Термолиза се дешава почевши од око 240—250 °Ц (464—482 °Ф; 513—523 К) са продуктима распадања који укључују азот-диоксид, азот-оксид, азотну киселину, угљен-диоксид и формалдехид. Има топлоту распадања од 6.343 кЈ/кг и детонациони притисак од 36,4 ГПа. [9]
Употреба[уреди | уреди извор]
1,3,3-тринитроазетидин (ТНАЗ) није уведен јер има превисоку осетљивост (попут пентрита) – па су много осетљивији од експлозива на бази ливеног ТНТ-а – а савремени захтеви за војном муницијом су више према системима на бази полимерних везива (ПБX) – нити ливеним мешавинама са ТНТ-ом више није прикладан. Због своје флексибилности, ПБX могу, на пример, боље да апсорбују ударце. Међутим, савремени развој доводи и до оксадиазола са ниском тачком топљења. Таква једињења имају Пцј од око 300 кбар и осетљивост сличну ТНТ-у - и могу се користити у складу са савременим безбедносним захтевима.
Референце[уреди | уреди извор]
- ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.
- ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1.
- ^ а б в Viswanath, Dabir S.; Ghosh, Tushar K.; Boddu, Veera M. (2018). „1,3,3-Trinitroazetidine (TNAZ)”. Emerging Energetic Materials: Synthesis, Physicochemical, and Detonation Properties (на језику: енглески). стр. 293—307. ISBN 978-94-024-1199-7. doi:10.1007/978-94-024-1201-7_11.
- ^ Simpson, R.L.; Garza, R.G.; Foltz, M.F.; Ornellas, D.L.; Utriew, P.A. (14. 12. 1994). Characterization of TNAZ (PDF) (Технички извештај) (на језику: енглески). Office of Scientific and Technical Information (OSTI). OSTI 71573. doi:10.2172/71573.
- ^ а б Archibald, T. G; Gilardi, Richard; Baum, K; George, Clifford (1990). „Synthesis and x-ray crystal structure of 1,3,3-trinitroazetidine”. The Journal of Organic Chemistry. 55 (9): 2920—2924. doi:10.1021/jo00296a066.
- ^ Coburn, Michael D.; Hiskey, Michael A.; Archibald, Thomas G. (јануар 1998). „Scale-up and waste-minimization of the Los Alamos process for 1,3,3-trinitroazetidine (TNAZ)”. Waste Management. 17 (2–3): 143—146. Bibcode:1998WaMan..17..143C. doi:10.1016/S0956-053X(97)10013-7.
- ^ Jalový, Zdenek; Zeman, Svatopluk; Suceska, Muhamed; Vávra, Pave; Dudek, Kamil; Rajic, Masa (1. 6. 2001). „1,3,3-trinitroazetidine (TNAZ). Part I. Syntheses and properties”. Journal of Energetic Materials (на језику: енглески). 19 (2): 219—239. Bibcode:2001JEnM...19..219J. ISSN 0737-0652. S2CID 98003295. doi:10.1080/07370650108216127.
- ^ Köhler, J.; Meyer, R.; Homburg, A. (2008). Explosivstoffe. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-32009-7.
- ^ а б в Axenrod, Theodore; Watnick, Clara; Yazdekhasti, Hamid; Dave, Paritosh R (1993). „Synthesis of 1,3,3-trinitroazetidine”. Tetrahedron Letters. 34 (42): 6677—6680. doi:10.1016/S0040-4039(00)61673-8.
- ^ Archibald, T. G.; Gilardi, Richard; Baum, K.; George, Clifford (1990). „Synthesis and x-ray crystal structure of 1,3,3-trinitroazetidine”. The Journal of Organic Chemistry. 55 (9): 2920—2924. doi:10.1021/jo00296a066.
- ^ Jalový, Zdenek; Zeman, Svatopluk; Suceska, Muhamed; Vávra, Pave; Dudek, Kamil; Rajic, Masa (2001). „1,3,3-trinitroazetidine (TNAZ). Part I. Syntheses and properties”. Journal of Energetic Materials. 19 (2): 219—239. Bibcode:2001JEnM...19..219J. S2CID 98003295. doi:10.1080/07370650108216127.
