Новости химической науки > Новая взрывчатка и мощнее, и экологичнее

Исследователи из Германии синтезировали одно из самых мощных на настоящее время химических взрывчатых веществ. Синтетики говорят, что новое соединение и его термически устойчивая калиевая соль могут стать более экологически безопасной заменой некоторых обычных первичных ВВ.

Взрывчатые устройства как военного, так и гражданского назначения традиционно содержат первичное (инициирующее) взрывчатое вещество, детонация которого может быть без проблем вызвана ударом или электрической искрой. Экзотермический распад первичного ВВ способствует подрыву вторичного (бризантного) взрывчатого вещества, которое отличается не только более высокой плотностью энергии, но и большей устойчивостью. Для безопасности устройства содержащиеся в нём первичные и вторичные ВВ транспортируются и хранятся отдельно. Обычный ингредиент, входящий в состав первичных ВВ, тетрацен, не может использоваться в ряде случаев – он разлагается при температуре, большей 115°C, а в его кристаллической решетке содержится вода, способная взаимодействовать с ионами металлов, содержащимися в некоторых других взрывчатых веществах. Некоторые первичные ВВ содержат тяжелые металлы, как, например, свинец, которые проявляют токсичные свойства.

Перспективное инициирующее вещество 1,5-ди(нитрамино)тетразол было смоделировано в результате изучения свойств родственных соединений. Предсказывалось, что оно должно отличаться и высокой чувствительностью, и высокой плотностью энергии, однако неоднократные попытки его синтеза до недавнего времени заканчивались неудачей.

В новой работе группа химиков из Университета Людвига Максимилиана (Мюнхен), работающая под руководством Томаса Клапотке (Thomas M. Klapötke), смогла получить искомое соединение с помощью многостадийного синтеза, исходя из промышленно доступных веществ, таких как диметилкарбонат и гидразингидрат. Для полученного соединения была подтверждена его исключительная взрывчатая сила и чувствительность – для детонации вещества достаточно усилия в 1 Дж. К сожалению, температура разложения 1,5-ди(нитрамино)тетразола составляет всего 110°C, его калиевая соль, правда, сохраняет устойчивость до 240°C, хотя и является менее мощным взрывчатым веществом.

Исследователи из группы Клапотке синтезировали 1,5-ди(нитрамино)тетразол и его калиевую соль. (Рисунок из Angew. Chem. Int. ed., 2015, DOI: 10.1002/anie.201502919)

Исследователи продемонстрировали, что всего 50 мг калиевой соли 1,5-ди(нитрамино)тетразола достаточно для детонации классического бризантного ВВ – гексогена, что, возможно, обеспечит возможность применения этого вещества в качестве инициирующего взрывчатого вещества во взрывчатых устройствах, в которых детонация первичного ВВ происходит за счет механического воздействия. В настоящий момент исследователи изучают токсичность полученного соединения, однако член исследовательской группы Йорг Штиршторфер (Jörg Stierstorfer) говорит, что от этого вещества ожидается меньшая токсичность по сравнению со многими другими – высокое содержание азота позволяет говорить о том, что основной продукт разложения этого вещества – азот, высокая полярность не даст веществу растворяться и накапливаться в жировых тканях, и самое главное – во вновь синтезированных соединениях нет тяжелых металлов.

Источник: Angew. Chem. Int. ed., 2015, DOI: 10.1002/anie.201502919

метки статьи: #вопросы экологии, #высокоэнергетические вещества, #органическая химия