1,3-二氨基-2,4,6-三硝基苯
三硝基间苯二胺(代号:DATB[註 1])是一种钝感的耐热炸药,主要作为压装炸药和火箭推进剂改性剂使用,曾用于装填AIM-7E空对空导弹战斗部[7]。三硝基间苯二胺的系统命名法名称为1,3-二氨基-2,4,6-三硝基苯,仅较TATB分子少一个氨基,该结构也导致二者具有耐热、钝感等诸多相似性质[3][8]。
1,3-二氨基-2,4,6-三硝基苯 | |
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IUPAC名 2,4,6-trinitrobenzene-1,3-diamine 1,3-二氨基-2,4,6-三硝基苯 | |
别名 | DATB 二氨基三硝基苯 2,4,6-三硝基苯二胺 |
识别 | |
CAS号 | 1630-08-6 ![]() |
PubChem | 15396 |
ChemSpider | 14655 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | FZAZPMLWYUKRAE-UHFFFAOYSA-N |
EINECS | 216-626-4 |
性质 | |
化学式 | C6H5N5O6 |
摩尔质量 | 243.13 g·mol⁻¹ |
外观 | 黄色粉状结晶[1] |
密度 | 1.838g/cm3[2] |
熔点 | 286°C[2] 288 °C[1] |
溶解性(水) | 不溶[3] |
溶解性 | 不溶于乙醇、乙醚; 微溶于四氯化碳、丙酮、乙酸乙酯; 溶于四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜[3] |
热力学[2] | |
ΔfHm⦵298K | -98.74kJ·mol−1 |
ΔcHm⦵ | -2976.7kJ·mol−1 |
Cp | 70.2J·mol-1·K-1 |
爆炸性 | |
撞击感度 | 78.4J[4] |
摩擦感度 | >350N(钝感)[2] |
爆速 | 7414m/s(1.765g/cm3)[5] 7659m/s(1.816g/cm3)[2] |
结构 | |
空间群 | Pc[6] |
相关物质 | |
相关化合物 | TATB |
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
为便于叙述,下文统一称三硝基间苯二胺为DATB。
物理性质
DATB属单斜晶系,空间群为Pc,其晶胞参数为a=0.7039nm,b=0.5169nm,c=1.1583nm,β=95.22°,V=0.4358nm3。DATB的每个单胞内包含44个原子[註 2],在氢键的作用下,晶体内分子沿a轴呈链状结构分布,与TATB和石墨的层状结构存在显著差异[9]。DATB的晶体结构会随着压力改变而变化,其趋势为随着压力上升,a、b、c均会减小,其中当压力达到7.5GPa附近时,DATB结构会发生突变,a、c迅速下降但b迅速上升,此时DATB晶体结构失稳,该突变发生后晶胞参数变化率恢复正常[10]。
DATB在常规溶剂中溶解性较差,其不溶于水、乙醇、正丙醇和乙醚,微溶于苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、硝基甲烷和乙酸乙酯,但其在四氢呋喃、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中溶解性较好[3][註 3]。
DATB热安定性能优良,在100°C环境下安置48小时失重约0.1%,第二个48小时失重约0.01%。250°C环境下,前2小时失重约4.6%,4小时失重约5.8%[5]。
DATB熔点约286°C,其DSC曲线在286.3°C有尖锐吸热峰[註 4],随后在345°C附近出现分解放热峰,即DATB的热解过程为先熔化后分解。DATB热分解过程中,硝基与氨基的IR特征吸收先于苯环消失[註 5],前两者在较早期的反应中分解出一氧化氮、氢气、水等气体,后者则在较晚期的反应中放出一氧化氮、氰化氢、一氧化碳等气体并最终进一步分解放出二氧化碳和一氧化碳[12]。
制备工艺
DATB可通过多种原料经不同工艺流程制备,其主要方法包括:以间二甲氧基苯为原料,经磺化、硝化、胺化步骤,最终制成DATB;以间硝基苯胺为原料,经硝化、胺化制成DATB[5];以苯甲酸为原料,经定位硝化、胺化、二次硝化、二次胺化,最终制成DATB[13]。三种制备方法流程示意图如下:
以间二甲氧基苯为原料:[3]
以间硝基苯胺为原料:[5]
以苯甲酸为原料:[13]
爆炸性能
密度为1.79g/cm3时,DATB爆压为24.3GPa,爆热4714kJ/kg,爆速7520m/s[4]。此外,DATB爆速还与其密度正相关:1.765g/cm3时爆速为7414m/s,1.816g/cm3时爆速为7659m/s[2][5]。
注释
参考文献
- ^ 1.0 1.1 Siele, V. I.; Warman, Maurice. Preparation of 1,3-Difluoro-2,4,6-trinitrobenzene. The Journal of Organic Chemistry. 1962, 27 (5): 1910–1911. ISSN 0022-3263. doi:10.1021/jo01052a523 (英语).
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Koch 2021,第228頁.
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 韦爱勇 2014,第51-52頁.
- ^ 4.0 4.1 Hussein, Ahmed K.; Zeman, Svatopluk; Elbeih, Ahmed. Cis-1,3,4,6-Tetranitrooctahydroimidazo-[4,5-d]Imidazole (BCHMX) as a Part of Low Sensitive Compositions based on DATB or HNAB. Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 2020, 46 (2): 322–328. ISSN 0721-3115. doi:10.1002/prep.202000160 (英语).
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参考书籍
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- 韦爱勇. 单质与混合火工药剂 第1版. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社. 2014. ISBN 978-7-5661-0750-3 (中文(简体)).