1,3,3-trinitroazetidin
| |
| Nazivi | |
|---|---|
| Preferisani IUPAC naziv
1,3,3-Trinitroazetidine | |
| Drugi nazivi
TNAZ
| |
| Identifikacija | |
3D model (Jmol)
|
|
| ChemSpider | |
| UNII | |
| |
| Svojstva | |
| C3H4N4O6 | |
| Molarna masa | 192,09 g·mol−1 |
| Agregatno stanje | Pale yellow crystals |
| Gustina | 1,84 g/cm3 |
| Tačka topljenja | 101[3] °C (214 °F; 374 K) |
| Tačka ključanja | 252[3] °C (486 °F; 525 K) |
| Struktura | |
| Kristalna rešetka/struktura | Orthorhombic |
| Eksplozivnost | |
| Brzina detonacije | 9597 m/s[4] |
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
 (šta je   ?)
| |
| Reference infokutije | |
1,3,3-trinitroazetidin (TNAZ) je visoko energično heterociklično jedinjenje koje se smatra potencijalnom zamenom za TNT zbog svoje niske tačke topljenja (101 °C (214 °F; 374 K)) i dobre termičke stabilnosti (240 °C (464 °F; 513 K)). TNAZ su prvi sintetizovali Arčibald et al. 1990. [5] Poznato je nekoliko puteva sinteze, a masovna proizvodnja od nekoliko stotina kilograma serija je demonstrirana u Nacionalnoj laboratoriji u Los Alamosu. [6] [3] [7]
Istorija
[уреди | уреди извор]1,3,3-trinitroazetidin supstanca je prvi put pronađena 1983. godine i intenzivno je istraživana 1990-ih kao moguća komponenta vojnog eksploziva. Zamena TNT-a sa TNAZ-om u livenim smešama sa oktogenom dovela bi do umerenog povećanja jačine takvih eksploziva (sa 330 kbar na 380 kbar).
Proizvodnja
[уреди | уреди извор]U prvoj fazi, 1-terc-butil-3-azetidinol se dobija reakcijom epihlorohidrina sa terc-butilaminom, koji se postepenom nitracijom pretvara u 1,3,3-trinitroazetidin. [8] [5] Prinos od ove implementacije je prilično nizak. [9] Alternativna sinteza se zasniva na 3-amino-1,2-propandiolu, koji je ciklizovan u odgovarajući derivat azetidina korišćenjem litijum hidrida nakon uvođenja p-toluensulfonil i terc-butildimetilsilil zaštitnih grupa. Intermedijerno jedinjenje nastaje nakon oksidacije sa hrom trioksidom i reakcije sa hidroksilaminom i konvertuje se u oksimski intermedijer, koji se zatim oksidativno nitrira sa azotnom kiselinom da bi se dobilo ciljno trinitro jedinjenje. [9]
Svojstva
[уреди | уреди извор]1,3,3-trinitroazetidin (TNAZ) je bela kristalna supstanca sa niskom tačkom topljenja (101 °C (214 °F; 374 K)) i gustinom od 1,84 g/cm³. To je snažan liveni eksploziv koji se nalazi između oktogena i heksogena (Pcj 364 kbar, energija detonacije 6.343 kJ/kg), a brzina detonacije sa 9000 m/s-1. Takvi liveni TNAZ i HMX eksplozivi bi nadmašili oktogeni PBX (oko 370 kbar), koji su i dalje najmoćniji vojni eksplozivi (glavna primena u protivvazdušnim i protivtenkovskim projektilima). [10] [11]
Jedinjenje kristališe u ortorombičkoj rešetki sa prostornom grupom Pbca. Termoliza se dešava počevši od oko 240—250 °C (464—482 °F; 513—523 K) sa produktima raspadanja koji uključuju azot-dioksid, azot-oksid, azotnu kiselinu, ugljen-dioksid i formaldehid. Ima toplotu raspadanja od 6.343 kJ/kg i detonacioni pritisak od 36,4 GPa. [9]
Upotreba
[уреди | уреди извор]1,3,3-trinitroazetidin (TNAZ) nije uveden jer ima previsoku osetljivost (poput pentrita) – pa su mnogo osetljiviji od eksploziva na bazi livenog TNT-a – a savremeni zahtevi za vojnom municijom su više prema sistemima na bazi polimernih veziva (PBX) – niti livenim mešavinama sa TNT-om više nije prikladan. Zbog svoje fleksibilnosti, PBX mogu, na primer, bolje da apsorbuju udarce. Međutim, savremeni razvoj dovodi i do oksadiazola sa niskom tačkom topljenja. Takva jedinjenja imaju Pcj od oko 300 kbar i osetljivost sličnu TNT-u - i mogu se koristiti u skladu sa savremenim bezbednosnim zahtevima.
Reference
[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.
