1,3,5-三叠氮-2,4,6-三硝基苯

1,3,5-三叠氮-2,4,6-三硝基苯(代号:TATNB)是一种较为环保的火工药剂,在开放的空气环境中能够快速燃烧并伴有明亮的蓝色火焰,在金属管中加热则会发生猛烈爆炸,具有作为击发药和起爆药使用的潜力。该药因热稳定性和流散性缺陷,目前并未得到大规模使用。

为便于叙述,下文统一称1,3,5-三叠氮-2,4,6-三硝基苯为TATNB。

历史
TATNB最早由捷克斯洛伐克人奥尔德里奇·图雷克()于1924年通过叠氮化钠与均三氯三硝基苯反应制得,图雷克的这一发现随后于1929年和1930年分别获得英国及德国专利。

自TATNB被发现以来,包括图雷克在内的研究者大多将其作为雷管、火帽中含铅起爆药的替代品使用,并以此申请了多项专利。

物理性质
TATNB属单斜晶系,其晶胞参数为:a=0.54256nm,b=1.8552nm,c=1.2129nm,β=94.91°,V=1.2163nm3,Z=4,空间群为P21/c。

制备工艺
TATNB发现者图雷克采用苯胺与氯气反应制得2,4,6-三氯苯胺,随后以硫酸、亚硝酸及乙醇脱去氨基得到1,3,5-三氯苯,之后再在硫酸环境下使用硝酸硝化制得均三氯三硝基苯。将一定量叠氮化钠或叠氮化钾溶入2:2:1比例的水、乙醇、丙酮混合液,随后以一定比例混合均三氯三硝基苯和混合液,期间反应温度维持在20°C至30°C范围内并在合适时刻真空抽离丙酮,经30分钟反应即可获得TATNB结晶,产率约70%至80%。以此方法获取的结晶产物纯度较低,还需使用氯仿或其他溶剂再次提纯。上述方法至今依然是制备TATNB的主要手段,但后续文献大多省略了丙酮的处理步骤。

此外,在特定实验条件下,还可使用1,3,5-三叠氮-2,4-二硝基苯和发烟硝酸在浓硫酸环境下反应制取TATNB。将3种物质的特定比例混合液在室温下静置4小时,随后在0°C下继续静置12小时,过滤并用水洗涤滤渣。为提高产率,向滤液内加入等体积水稀释,过滤并用乙酸重结晶滤渣,随后合并2份所得固体,使用乙酸重结晶后即可得到亮黄色片状结晶。TATNB的最终产率约为91%。

爆炸性能
TATNB氧平衡为-28.6%,属负氧平衡炸药。其爆容为755L/kg,密度1.5g/cm3时爆速7200m/s,1.54g/cm3时爆速为7500m/s,1.7g/cm3时爆速则上升至8100m/s。

TATNB的爆炸威力介于特屈儿和PETN间,是最猛烈的起爆药之一,经30Mpa压装过的0.01gTATNB即可起爆特屈儿,0.02g则可起爆TNT。

注释
参考文献
参考书籍
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