Heksanitroetan (HNE) je organsko jedinjenje sa hemijskom formulom C2N6O12 ili (O2N)3C-C(NO2)3, koje sadrži 2 atoma ugljenika i ima molekulsku masu od 300,054 -{Da}-. To je čvrsta materija sa tačkom topljenja od .

Heksanitroetan se koristi u nekim pirotehničkim kompozicijama kao oksidant bogat azotom, npr. u nekim sastavima mamaca za baklje i nekim pogonskim gorivima. Kao i heksanitrobenzen, HNE se istražuje kao izvor gasa za eksplozivno pumpane gasno-dinamičke lasere.

Kompozicija HNE kao oksidanta sa borom kao gorivom se istražuje kao novi eksploziv. Compatibility Testing of Hexanitroethane with Boron

Priprema

Prvu sintezu opisao je Wilhelm Will 1914. godine, koristeći reakciju između kalijumove soli tetranitroetana sa azotnom kiselinom.

C2(NO2)4K2 + 4 HNO3 → C2(NO2)6 + 2 KNO3 + 2 H2O

Praktičan metod za industrijsku upotrebu počinje sa furfuralom, koji prvo prolazi kroz oksidativno otvaranje prstena bromom do mukobromske kiseline. U sledećem koraku, mukobromska kiselina reaguje sa kalijum-nitritom na temperaturi malo ispod sobne kako bi se formirala dipotazijumova so 2,3,3-trinitropropanala. Konačni proizvod se dobija nitrovanjem sa azotnom i sumpornom kiselinom na .

500px

Svojstva

Termalna razgradnja heksanitroetana je zabeležena na temperaturi od i više, kako u čvrstom stanju, tako i u rastvoru. Iznad , ova razgradnja može nastupiti eksplozivno. Razgradnja je reakcija prvog reda i značajno je brža u rastvoru nego u čvrstom stanju. Za čvrsto stanje, sledeća reakcija može se formulisati:

C2(NO2)6 → 3 NO2 + NO + N2O + 2 CO2

Za razgradnju u rastvoru, prvo se formira tetranitroetilen, koji može biti uhvaćen i detektovan kao Dils–Alderov adukt, na primer sa antracenom ili ciklopentadienom.

500px

Heksanitroetan može postojati u dva polimorfna kristalna oblika. Krien, G.; Licht, H.H.; Trimborn, F.: A phase transition of hexanitroethane (HNE) in Explosivstoffe 9 (1970) 203–207. Ispod temperature od prisutan je kristalni oblik II. Na tački topljenja pri dolazi do formiranja kristalnog oblika I, sa entalpijom transformacije od 12,4 kJ·mol−1. Kristalni oblik I se topi na .

Heksanitroetan je supstanca opasna po eksploziju u skladu sa Zakonom o eksplozivima. Važni parametri eksplozije su:

+ Tabela sa važnim eksplozivno relevantnim svojstvima: Balans kiseonika 42,7 %Köhler, J.; Meyer, R.; Homburg, A.: , deseto, potpuno revidirano izdanje. Wiley-VCH, Weinheim 2008, str. . Sadržaj azota 28,01 % Normalni gasni volumen 678 l·kg−1 Eksplozivna toplota 3020 kJ·kg−1 Specifična energija 813 kJ·kg−1 (68,1 mt/kg) Trauzl test 24,5 cm3·g−1 Brzina detonacije 4950 m·s−1 Tačka upinjavanja 175 °C Osetljivost na udar 10 Nm Osetljivost na trenje sa 253 N opterećenje iglom do razlaganja

Osobine

Osobina Vrednost Broj akceptora vodonika 12 Broj donora vodonika 0 Broj rotacionih veza 7 Particioni koeficijent (-{ALogP)}- 2,7 Rastvorljivost (-{logS, log(mol/L}-)) -14,6 Polarna površina (-{PSA}-, Å2) 274,9

Prikaz i dobijanje

Prvu sintezu opisao je već 1914. godine Vilhelm Vil. Will, W.: Über das Hexanitro-äthan in Chemische Berichte 47 (1914) 961–965, . Ona se postiže reakcijom kalijumove soli tetranitroetana sa azotnom kiselinom. Urbanski, T.: Chemistry and Technology of Explosives, Vol. 1, Pergamon Press/PWN - Polish Scientific Publishers 1964, S. 596.

Kalijumova so tetranitroetana može se dobiti u sekvenci sinteze koja počinje od tribromnitrometana. U prvom koraku dolazi do dimerizacije u tetrabromdinitroetan.

U drugom koraku dolazi do nukleofilne supstitucije sa kalijum-nitritom da bi se dobio dibromtetranitroetan.

Tetranitroetanska so nastaje daljom reakcijom sa kalijum-cijanidom.

Praktična sinteza za industrijsku proizvodnju polazi od furfurala, , koji se u prvom koraku oksidativnim otvaranjem prstena bromuje u mukobromsku kiselinu (2,3-dibrommalealdehidnu kiselinu). Taylor, G.A.: Mucobromic Acid. In: Organic Syntheses, Coll. Vol. 4 (1963), S. 688, (PDF). Alternativno, može se koristiti i furan-2-karboksilna kiselina kao reaktant. U sledećem koraku, mukobromna kiselina reakcijom sa kalijum-nitritom na temperaturama nešto ispod sobne, prelazi u dipotazijumovu so 2,3,3-trinitropropanalaldehida. Ciljna supstanca se dobija nitratacijom ove soli sa azotnom i sumpornom kiselinom na .

626px

Reference

Literatura

Spoljašnje veze

WebBook page for C2N6O12

Категорија:Нитро једињења Категорија:Експлозивне хемикалије Категорија:Пиротехничке хемикалије Категорија:Пиротехнички оксиданси