ПОЛУЧЕНИЕ ОКТОГЕНА

(High Melting Exhplosive)

(1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетраазациклооктан, циклотетраметилентетранитрамин, тетраазоциклооктан, октагидро-1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетразин). Октоген является бесцветным высокоплавким кристаллическим веществом, существующим в четырёх кристаллических модификациях. Плавится при 278,5 – 280°С (с разложением). Температура вспышки – 337°С. Бризантнее гексогена, более стоек к тепловому воздействию, применяется как в чистом виде, так и в сплавах с другими ВВ. Например, сплав октогена с тротилом (октол) мощнее примерно на 20% сплава тротила с гексгеном. Скорость детонации: 9124 м/с, p = 1,91 г/см³, объем газообразных продуктов взрыва 782 л/кг, теплота образования 17,1 – 17,92 ккал./моль, энергия активации распада 52,4 ккал./кг. Теплота разложения: 5,526 МДж/кг, или 1322 ккал./кг. D Нвзр.= 5670 кДж/кг (вода – жидкость); D Нвзр.= 5110 кДж/кг (вода – газ).

Взрывается по уравнению:

C₄H₈N₈O₈ ® 0,95NO + 1,51H₂O + 1,16N₂ + 0,57CO

В воде нерастворим. Октоген - является побочным продуктом при производстве гексогена. Обладает высокой чувствительностью к удару. Октоген является малоактивным негигроскопичным соединением. При хранении на свету, он практически не изменяется. Вода, 1% растворы азотной и серной кислот при кипячении в течение шести часов его не разлагают. Он значительно более стоек, чем гексоген. В описанных способах синтеза, как правило, октоген выпадает из реакционной массы в виде мелких кристаллов высокочувствительной а- модификации с примесью еще более чувствительных кристаллов y и 6 модификаций. Для практического применения представляет интерес только b - модификация, как наиболее устойчивая и нечувствительная к удару кристаллическая форма. Для перевода всех остальных форм в b - модификацию применяют перекристаллизацию из ацетона. Время перехода кристаллических модификаций: 

Очистка октогена от гексогена и других примесей может быть осуществлена двумя методами. Первый основан на большей устойчивости октогена к дейстию шелочей, другой - на разной растворимости гексогена и октогена в 55% - ной азотной кислоте, 2-нитропропане или других растворителях.

Качественное определение октогена:

Подобно нитратам и нитраминам, октоген может быть обнаружен раствором дифениламина или дифенилбензидина в серной кислоте. Пробный образец помещают на белую пластинку и обрабатывают каплей раствора дифениламина в 88% серной кислоте на холоду. В присутствии нитратов и гексогена через одну минуту появляется голубое окрашивание, окраска появляется через 5 и более минут если присутствует только октоген. Октоген, в отличие от гексогена, определяют путем растворения образца в избытке дифенилметйлформамида с последующим выпариванием избытка растворителя. Появление коричневой окраски при нагревании с НСl и последовательном добавлении CuSO₄, NH₄OH, CS₂ и бензола указывает на присутствие октогена. Раствор октогена в концентрированной серной кислоте приобретает красно-фиолетовую окраску в присутствии ионов двухвалентного железа.

Количественное определение октогена:

Количество гексогена в октогене может быть определено термическим анализом по точке плавления смеси октоген-гексоген:

1. Получение октогена по Фишеру:

m _{(уротропина)} = 100 г,
m (NH₄NO₃) = 115 г,
V (HNO₃) = 120 мл,
V (CH3COOH) = 125 мл,
V ((CH3CO)2O) = 472 мл.
Теоретический выход: 317 г.
Практический выход около: 126 г.

К насыщенному раствору 100 граммов уротропина в 125 мл уксусной кислоте при 50°С одновременно из двух капельных воронок дозируют раствор 115 грамм нитрата аммония в 120 мл 99%-ной азотной кислоте (так называемый тринитрат аммония) и 472 мл уксусного ангидрида таким образом, чтобы сначала получить небольшой избыток тринитрата аммония.

2C₆H₁₂N₄ + 8HNO₃ + 4NH₄NO₃ + 12(CH₃CO)₂O ®

® 3C₄H₈(NNO₂)₄ + 24CH₃COOH

Выход октогена составляет 40%, если согласиться с предположением Фишера, что из одного моля уротропина можно получить 1,5 моль октогена.

2. Получение a - модификации октогена:

m _{(уротропина)} =100 г,
m (NH₄NO₃) = 220 г,
m _{(параформа)} = 34,2 г,
V (HNO₃) = 265 мл,
V (CH3COOH) = 743,5 мл,
V ((CH3CO)2O) = 602 мл.

В четырёхгорлую колбу снабжённую мешалкой, термометром и тремя капельными воронками помещают 743,5 мл уксусной кислоты, 11,32 мл уксусного ангидрида, 34,2 грамма параформальдегида (для повышения выхода) и перемешивают 15 минут при 45°С. К полученной смеси одновременно прибавляют раствор уротропина 100 грамм в 110 мл 98%-ной азотной кислоте, 295,33 мл уксусного ангидрида и раствор 88 грамм нитрата аммония в 62 мл 98%-ной азотной кислоте, и после окончания слива реакционную массу выдерживают 15 минут. Затем медленно приливают 295,33 мл уксусного ангидрида и 132 грамма растворенного нитрата аммония в 93 мл 98%-ной азотной кислоте, и наконец, снова 148,14 грамм уксусного ангидрида. После выдержки в течение 1 часа, к полученному раствору приливают 350 мл горячей воды и массу кипятят с обратным холодильником 30 минут. После охлаждения до 20°С (добавляют лёд) кристаллы октогена отфильтровывают и промывают водой. Выход октогена 200 грамм, что составляет 50% от теоретического. Содержание примесей в нём менее 10%. Полученная a - модификация октогена может быть превращена в b - модификацию перекристаллизацией из ацетона, при использовании равных весовых частей октогена и растворителя. Перекристаллизованный октоген имеет температуру плавления 278 – 279°С.

 3. Получение b - модификации октогена;

m _{(уротропина)} = 100 г,
m (NH₄NO₃) = 220 г,
m _{(параформа)} = 34,2 г,
V (HNO₃) = 265 мл,
V (CH3COOH) = 743,5 мл,
V ((CH3CO)2O) = 602 мл.
Теоретический выход: 400 г.
Практический выход около: 200 г.

Процесс проводят в две стадии:

На первой стадии, которая осуществляется в реактое, анологичном вышеописанному, смешивают в заданном соотношении уротропин, ледяную уксусную кислоту, уксусный ангидрид, нитрат аммония и азотную кислоту при 45°С, и после окончания смешения реагентов выдерживают в течение 15 минут.

На второй стадии, при той же температуре, в реакционную массу сливают раствор нитрата аммония в азотной кислоте одновременно с уксусным ангидридом и раствор выдерживают 65 минут. Затем реакционную массу выливают в воду и кипятят 12 часов на паровой бане.

Выпавшие кристаллы содержат 73% октогена, остальное гексоген. Октоген очищают от гексогена при кипячении с водным раствором тетрабората натрия, к которому добавлнен NaOH, для поддержания рН 8,7 – 9,7. Полученный остаток отфильтровывают и перекристаллизовывают из нитрометана.

Назад на www.pirotek.info - изготовление пиротехники и , динамит и СВУ

железобетонные перемычки цены