Тетрил

Тетрил
Общие
Систематическое наименование	2,4,6-​тринитрофенил-​N-​метилнитрамин
Традиционные названия	Тетрил, нитрамин, тетралит
Хим. формула	(NO2)3C6H2N(NO2)CH3
Физические свойства
Состояние	твердое
Молярная масса	287,15 г/моль
Плотность	1,57 ± 0,01 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	129,5 °C
• разложения	187 °C
Давление пара	1 ± 1 мм рт.ст.
Классификация
Рег. номер CAS	479-45-8
PubChem	10178
Рег. номер EINECS	207-531-9
SMILES	CN(C1=C(C=C(C=C1[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-]
InChI	InChI=1S/C7H5N5O8/c1-8(12(19)20)7-5(10(15)16)2-4(9(13)14)3-6(7)11(17)18/h2-3H,1H3 AGUIVNYEYSCPNI-UHFFFAOYSA-N
RTECS	BY6300000
ChEBI	28950
Номер ООН	0208
ChemSpider	9770
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Тетрил (C₆H₂(NO₂)₃N(CH₃)NO₂) — мощное взрывчатое вещество, по взрывчатым характеристикам относится к вторичным (бризантным).

Синонимы: 2,4,6-тринитро-N-метил-N-нитроанилин; N-метил-2,4,6-тринитрофенилнитрамин; метилпикрилнитрамин; N-метил-N,2,4,6-тетранитроанилин. Товарные наименования: тетрил, нитрамин, тетралит.

Физико-химические свойства

Кристаллическое вещество белого цвета. Но цвет технического продукта светло-желтый, обусловлен примесями. Хорошо растворим в ацетоне, концентрированной азотной кислоте и бензоле, хуже - в спирте и дихлорэтане. Практически не растворим в воде. Негигроскопичен. Реагирует со щелочами и карбонатами натрия и калия. При нагревании в слабых растворах щелочей образует пикраты. В конц.(?) H2SO4 разлагается до метилпикрамида. Реагирует с анилином в бензоле, образуя метилнитрамин и 2-, 4-, 6-тринитродифениламин. Чистый продукт стоек по отношению к слабым кислотам и не взаимодействует с аммиачной селитрой. Технический продукт из-за примеси пикриновой кислоты корродирует обычную сталь и несовместим с аммиачной селитрой. При сплавлении с тротилом образует аддукт с t пл. 68°С. Вследствие наличия нитрогрупп может образовывать производные с металлами карминно-красного цвета, которые являются высокочувствительными взрывчатыми веществами с температурой вспышки 95-105 С. Токсичен, при систематическом контакте вызывает аллергию или экзему на коже, окрашивает кожу в красный цвет, требует принятия специальных мер защиты при обращении. Химическая стойкость ниже, чем у тротила и некоторых других нитросоединений, но достаточна для длительного хранения при нормальных условиях. Легко прессуется до высокой плотности (1,71 г/см³ при 2000 кгс/см² ). Плотность кристаллического – 1,73 г/см³, обычная плотность в зарядах – 1,63 г/см³ Твёрдость по Моосу - менее 1,0.

В 100 см³ растворяется тетрила в граммах:

Температура	Вода	Бензол	Ацетон	Дихлорэтилен	Спирт	CCl4	Эфир	Сероуглерод
0°С	0,005	3,45	—	1,5	0,32	0,007	0,188	0,009
17°С	0,007	—	—	—	0,49	0,02	—	0.017
20°С	0,008	9,99	45,82	3,8	0,56	0,025	0,418	0,021
30°С	0,008	—	—	—	0,76	0,039	0,493	0,029
40°С	0,011	—	—	7,7	1,12	0,058	—	0,056
45°С	0,014	—	—	—	1,38	0,073	—	0,094
50°С	0,019	—	111,85	—	1,72	0,095	—	—
60°С	0,035	—	—	18,8	2,64	0,154	—	—
70°С	0,053	21,86	—	—	4,23	0,241	—	—
75°С	0,066	—	—	—	5,33	0,247	—	—
80°С	0,081	42,43	—	64,5	—	—	—	—
100°С	0,184	—	—	—	—	—	—	—

Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям

Температура плавления - 129,5°С с разложением (технический плавится при 128,8°С). Термически стабилен до 100°С. t всп. (?) - ок. 190°С (у тротила - 290°С, у ТНФ - 310°С). При 190°С быстро с шумом сгорает светлым ярким пламенем. Более мощное и чувствительное ВВ, чем тротил или пикриновая кислота.

Химическая стойкость: чистый продукт выдерживает пробу Эбля при 80°С не более 50 мин. Такая нестойкость объясняется примесью тетранитрофенилметилнитрамина(m-нитротетрила), который образуется из содержащегося в диметиланилине монометиланилина и уже кипящей водой гидролизуется на кислый тринитрофенилметилнитраминофенол и азотистую кислоту.

Чувствительность к удару: для груза 2,5 кг (50%-я вероятность детонации) - 37 см, (гексоген – 28 см, тротил – 148 см). Для груза 10 кг (высота 25 см) 50-60%-я вероятность взрыва, (тротил - 4-8 %, гексоген - 70-80 %).

Восприимчивость к детонации: 0,29 г для гремучей ртути, 0,09 г для ТА, 0,05 г для ГМТД или 0,03 г для азида свинца.

Взрывчатые характеристики

• Теплота взрыва: 4,6 МДж/кг (960 ккал/кг при 0,98 г/см³, 1160 ккал/кг при 1,69 г/см³).
• Теплота образования: +7.6 ккал/моль.
• Энтальпия образования: +16,7 ккал/кг.
• Температура взрыва: 2950 Кельвинов (примерно 2676°С).
• Скорость детонации: 7500 м/с при плотности 1,63 г/см³. При 1,70 г/см³ скорость детонации - 7620 м/с, а давление на фронте детонационной волны - 25 ГПа, (тротил 19 ГПа, гексоген - 34,7 ГПа (при 1,6 и 1,8 г/см³, соответственно)).
• Бризантность: 113-123 % (54-59 г) от тротила (48 г) по песочной пробе. Обжатие свинцовых столбиков - 19 мм (тол - 16,5 мм).
• Фугасность в Pb-блоке: 390 мл для химически чистого тетрила, и 340 мл для технического продукта (техпродукт содержит низкоплавкие примеси и обладает меньшей энергией). Для сравнения: тротил – 285 мл, ТЭН – 500 мл.
• Работоспособность в баллистической мортире: 126-132 % от тротила.
• Объем продуктов взрыва: 765 л/кг.

Получение

Тетрил обычно получают нитрованием диметиланилина. При приливании диметиланилина к конц. азотной кислоте происходит самовоспламенение. В промышленности тетрил получают растворением диметиланилина в избытке 92-96%-й серной кислоты (обычно 1 ч диметиланилина на 8-14 ч 96%-й серной кислоты) и нитрованием полученного раствора сульфата диметиланилина конц. азотной кислотой или меланжем. Реакция сопровождается окислением одной метиловой группы и большим тепловыделением. На протяжении всего процесса следует тщательно контролировать ход реакции и температуру, иначе возможно осмоление диметиланилина или даже вспышка. В Германии во время 2 мировой войны тетрил производили из динитрохлорбензола, обработкой его водным раствором метиламина и нитрованием полученного динитрометиланилина нитрующей смесью до тетрила. Этот способ был более безопасен и позволяет использовать динитрохлорбензол – широко доступное сырье.

Очень чистый тетрил может быть получен нитрованием диметиланилина большим избытком азотной кислоты плотностью 1,4 (65 %). Для этого 1 часть диметиланилина растворяют в 40 частях азотной кислоты при температуре до 7°С. Затем температуру осторожно повышают до 60°С, а по завершении относительно бурной реакции окисления нагревают до 90°С. По охлаждении выделяется тетрил с 78%-м выходом.

Также тетрил можно получить двустадийным нитрованием монометиланилина азотной кислотой. На первой стадии монометиланилин нитруется 50-60% азотной кислотой до динитрометиланилина, а на второй до тетрила.

Применение

Впервые был получен в 1877 г. Начал использоваться в качестве вторичного заряда в капсюлях-детонаторах и прочих средств подрыва с 1906 г в Германии. В России и Англии – с 1910 г. Во время 2-й мировой войны, кроме средств подрыва, использовался также в смесевых ВВ для снаряжения боеприпасов, напр., в малокалиберных снарядах в смеси с флегматизатором и в сплавах с тротилом (т. н. тетритолы, которые использовались в индивидуальном виде и в виде плавкой основы для литьевых смесей с гексогеном. Тетритолы с высоким содержанием тетрила по эффективности в кумулятивных боеприпасах эквивалентны пентолиту 50/50). В настоящее время тетрил имеет второстепенное значение и в большинстве стран снят с промышленного производства (напр., в США), вместо него используют более мощные ТЭН (Пентаэритриттетранитрат) и особенно гексоген.

Ссылки

1. http://chemistry-chemists.com/N2_2013/P1/pirosprawka2012.pdf
2. http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=azgotov-prim-vv&author=shtetbaher-a&book=1936
3. https://exploders.info/sprawka/63.html Архивная копия от 11 ноября 2016 на Wayback Machine
4. http://pirochem.net/index.php?id1=3&category=chemvvisost&author=hmelnickiy-li&book=19622 Архивная копия от 12 июля 2017 на Wayback Machine

Литература

• Зефиров Н.С. и др. т.4 Пол-Три // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1995. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5-85270-092-4.
• Волков И. Подрывные средства при устройстве заграждений. — Москва: Государственное военное издательство, 1933.