Trinitrometan
| |
| |
| Nazivi | |
|---|---|
| IUPAC naziv
Trinitrometan
| |
| Drugi nazivi
Nitroform
| |
| Identifikacija | |
3D model (Jmol)
|
|
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.007.489 |
| EC broj | 208-236-8 |
| UNII | |
| |
| Svojstva | |
| CHN3O6 | |
| Molarna masa | 151,04 g/mol |
| Agregatno stanje | Bledo žuti kristali |
| Gustina | 1,469 g/cm3 |
| Tačka topljenja | 15 °C (59 °F; 288 K) |
| 44g/100ml at 20 °C | |
| Kiselost (pKa) | 0.25 (vidi tekst) |
| Opasnosti | |
| Opasnost u toku rada | Oksidant, Eksploziv (posebno u kontaktu sa metalima), Korozivno. |
| NFPA 704 | |
| Srodna jedinjenja | |
Srodna jedinjenja
|
Heksanitroetan Oktanitropentan Tetranitrometan |
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
 verifikuj (šta je   ?)
| |
| Reference infokutije | |
Trinitrometan, takođe poznat kao nitroform, je nitroalkan i oksidaciono sredstvo sa hemijskom formulom HC(NO2)3, a to je takođe organsko jedinjenje, koje sadrži 1 atom ugljenika i ima molekulsku masu od 151,035 Da. Prvi put ga je 1857. godine dobio ruski hemičar Leon Nikolajevič Šiškov (1830–1908) kao amonijumovu so. [4][5] Godine 1900. otkriveno je da se nitroform može proizvesti reakcijom acetilena sa bezvodnom azotnom kiselinom. [6] Ova metoda postala je industrijski preferiran proces tokom 20. veka. U laboratoriji, nitroform se takođe može proizvesti hidrolizom tetranitrometana u blagim baznim uslovima. [7]
Osobine
[уреди | уреди извор]| Osobina | Vrednost |
|---|---|
| Broj akceptora vodonika | 6 |
| Broj donora vodonika | 0 |
| Broj rotacionih veza | 3 |
| Particioni koeficijent[8] (ALogP) | 1,3 |
| Rastvorljivost[9] (logS, log(mol/L)) | -5,0 |
| Polarna površina[10] (PSA, Å2) | 137,4 |
Dobijanje i priprema
[уреди | уреди извор]Trinitrometan je prvi put sintetisan 1857. godine u obliku svoje amonijumske soli od strane Leona Nikolajeviča Šiškova. Godine 1918. razvijena je sinteza putem kombinovane oksidacije i nitriranja acetilena sa azotnom kiselinom [11][12], što omogućava industrijsku proizvodnju. .[13] [14] U ovom procesu, dva reaktanta se transformišu u cevnom reaktoru po principu protivstruje. [13] U laboratoriji se takođe može dobiti hidrolizom tetranitrometana pod blagim baznim uslovima. [15] Takođe je moguća proizvodnja reakcijom azotne kiseline sa izopropil-alkoholom.[16] Amonijumska so nastaje delovanjem vode ili alkohola na trinitroacetonitril. [17]
Najlakši način da dobijete nitroform iz tetranitrometana preko kalijumove soli:
Reakcija se odvija na 45—50 °C (113—122 °F; 318—323 K) u prisustvu nitrita lakih metala, koji igraju ulogu katalizatora. Nitroform se izoluje dodavanjem njegove soli u višak koncentrovane sumporne kiseline:
Uljasti proizvod koji se oslobađa tokom zakiseljavanja soli se odvaja ili ekstrahuje dietil etrom ili hloroformom. Zatim se rastvarač oddestiluje pod vakuumom, a nitroform ostaje kao isparljiva tečnost neprijatnog mirisa koja se učvršćuje u skoro bezbojne kristale koji se tope na 25 °C (77 °F; 298 K).
Efekat koncentrovanog HNO3 na acetilen.
Svojstva
[уреди | уреди извор]Trinitrometan je jaka kiselina. [18] Bezbojna slobodna kiselina je nestabilna, dok je intenzivno žuti anjon (NO2)3C− (NO2)3C− stabilan u vodenom rastvoru. [19] Za trinitrometan mogu se formulisati dve tautomerske strukture. Ravnoteža je gotovo u potpunosti na strani C-H-kisele strukture. Kvantnohemijske računice daju razliku u slobodnoj entalpiji od 33,0 kJ·mol⁻¹ u odnosu na N-OH-kiselu strukturu. [20] 1H-NMR-spektar pokazuje samo jedan signal na 7,52 ppm za C-H funkciju. [21] U nizu nitrometana, ovo je najveće pomeranje u poređenju sa metanom (0,33 ppm), nitrometanom (4,28 ppm) i dinitrometanom (6,10 ppm). [21][22]
Kiselost
[уреди | уреди извор]Trinitrometan kao neutralni molekul je bezbojan. Veoma je kiseo i lako formira intenzivno žut anjon, (NO2)3C−. pKa] trinitrometana je izmerena na 0,17 ± 0,02 pri 20 °C (68 °F; 293 K), što je izuzetno kiselo za derivat metana. [23] Trinitrometan se lako rastvara u vodi formirajući kiselo žuto rastvor.
Postoje neki dokazi da anjon, koji poštuje Hikelovo pravilo 4n+2, pokazuje Y-aromatičnost, oblik aromatičnosti o kojem hemičari vode rasprave. [24]
Soli nitroforma
[уреди | уреди извор]Trinitrometan formira seriju jarko žutih jonskih soli. Mnoge od ovih soli imaju tendenciju da budu nestabilne i mogu se lako detonirati toplotom ili udarcem.
Kalijumova so nitroforma, KC(NO2)3₃, je limunasto žuti kristalni čvrsti materijal koji se polako razlaže na sobnim temperaturama i eksplodira iznad 95 °C (203 °F; 368 K). Amonijumska so je nešto stabilnija i deflagrira ili eksplodira iznad 200 °C (392 °F; 473 K). Hidrazinska so, hidrazinijum nitroformat, termički je stabilna iznad 125 °C (257 °F; 398 K) i istražuje se kao ekološki prihvatljiv oksidans za upotrebu u čvrstim gorivima za rakete.
Upotreba
[уреди | уреди извор]Sam trinitrometan se ne može koristiti kao eksplozivna supstanca. [14] Međutim, služi kao početni materijal za proizvodnju eksploziva i pogonskih goriva. [10] Reakcijom sa formaldehidom dobija se trinitroetanol, od kojeg se mogu izvesti snažnije jedinjenja poput di(2,2,2-trinitroetil)ureje i di(2,2,2-trinitroetil)nitramina. [14]
Vidi još
[уреди | уреди извор]Bezbednosne napomene
[уреди | уреди извор]Trinitrometan eksplodira snažno pri brzom zagrevanju. [17] Takođe, rastvori sa sadržajem vode manjim od 55% mogu se još uvek eksplozivno razložiti. [13]
Reference
[уреди | уреди извор]- ^ Susan Budavari, ур. (1996). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (12th изд.). Merck. ISBN 0911910123., 9859.
- ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.
- ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1.
- ^ For biographical information about Leon Nikolaevich Shishkov, see The Free Dictionary
- ^ See:
- Chichkoff, Léon (1857). „Note sur le nitroforme” [Note on nitroform]. Comptes rendus (на језику: French). 45: 144—146.
- Schischkoff, L. (1857). „Ueber das Nitroform” [On nitroform]. Annalen der Chemie (на језику: German). 103 (3): 364—366. S2CID 97319556. doi:10.1002/jlac.18571030316.
- Abstracted in: Schischkoff, L. (1857). „On nitroform”. The Chemical Gazette. 15: 448.
- Abstracted in: Schischkoff, L. (1858). „On nitroform”. Philosophical Magazine. 4th series. 15: 302.
- ^ The Italian chemist Adolfo Baschieri discovered that nitroform (Italian: nitroformio) could be produced from acetylene (acetilene) and nitric acid (acido nitrico).
- Baschieri, A. (1900). „Sul comportamento dell' acetilene con alcuni ossidanti” [On the behavior of acetylene with some oxidizers]. Atti della Reale Accademia dei Lincei. 5th series (на језику: Italian). 9 (part I): 391—393. See p. 392.
- Abstracted in German in: Baschieri, A. (1900). „Über das Verhalten des Acetylens gegen einige Oxydationsmittel” [On the behavior of acetylene towards some oxidizers]. Chemisches Zentralblatt. 5th series (на језику: German). 4 (part II): 528.
- See also: Nieuwland, Julius A.; Vogt, Richard R. (1945). The Chemistry of Acetylene. New York City, New York, USA: Reinhold Publishing Corp. стр. 158.
- ^ Gakh, A. A.; Bryan, J. C.; Burnett, M. N.; Bonnesen, P. V. (2000). „Synthesis and structural analysis of some trinitromethanide salts”. Journal of Molecular Structure. 520 (1–3): 221—228. Bibcode:2000JMoSt.520..221G. doi:10.1016/S0022-2860(99)00333-6.
- ^ Ghose, A.K.; Viswanadhan V.N. & Wendoloski, J.J. (1998). „Prediction of Hydrophobic (Lipophilic) Properties of Small Organic Molecules Using Fragment Methods: An Analysis of AlogP and CLogP Methods”. J. Phys. Chem. A. 102: 3762—3772. doi:10.1021/jp980230o.
- ^ Tetko IV, Tanchuk VY, Kasheva TN, Villa AE (2001). „Estimation of Aqueous Solubility of Chemical Compounds Using E-State Indices”. Chem Inf. Comput. Sci. 41: 1488—1493. PMID 11749573. doi:10.1021/ci000392t.
- ^ Ertl P.; Rohde B.; Selzer P. (2000). „Fast calculation of molecular polar surface area as a sum of fragment based contributions and its application to the prediction of drug transport properties”. J. Med. Chem. 43: 3714—3717. PMID 11020286. doi:10.1021/jm000942e.
- ^ K.J.P. Orton: B.P. 125.000 (1918)
- ^ Orton, K. J. P.; McKie, P. V. (1920). „XXXVI.—The action of nitric acid on unsaturated hydrocarbons. The action of nitric acid on acetylene”. Journal of the Chemical Society. 117: 283—297. doi:10.1039/CT9201700283.
- ^ а б в Wetterholm, A. (1963). „Production of trinitromethane on an industrial scale”. Tetrahedron. 19, Supplement 1: 155—163. doi:10.1016/S0040-4020(63)80052-6.
- ^ а б в Josef Köhler, Rudolf Meyer, Axel Homburg: Explosivstoffe. 10. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32009-7.
- ^ Gakh, A. A.; Bryan, J. C.; Burnett, M. N.; Bonnesen, P. V. (2000). „Synthesis and structural analysis of some trinitromethanide salts”. Journal of Molecular Structure. 520 (1–3): 221—228. doi:10.1016/S0022-2860(99)00333-6.
- ^ US 0
- ^ а б Richard Escales; Nitrosprengstoffe, S. 200, ISBN 978-3-8330-0114-7.
- ^ Shechter, H.; Cates, H. L. Jr. (1961). „Addition Reactions of Trinitromethane and α,β-Unsaturated Ethers”. Journal of Organic Chemistry. 26 (1): 51—53. doi:10.1021/jo01060a010.
- ^ Novikov, S. S.; Slovetskii, V. I.; Shevelev, S. A.; Fainzilberg, A. A. (1962). „Spectrophotometric Determination of the Dissociation Constants of Aliphatic Nitro Compounds”. Russian Chemical Bulletin. 11 (4): 552—559. doi:10.1007/BF00904751.
- ^ Brand, H.; Liebman, J. F.; Schulz, A. (2008). „Cyano-, Nitro- and Nitrosomethane Derivatives: Structures and Gas-Phase Acidities”. European Journal of Organic Chemistry. 2008 (27): 4665—4675. doi:10.1002/ejoc.200800583.
- ^ а б Hofmann, W.; Stefaniak, L.; Urbanski, T.; Witanowski, M. (1964). „Proton Magnetic Resonance Study of Nitroalkanes”. Journal of the American Chemical Society. 86 (4): 554—558. doi:10.1021/ja01058a005.
- ^ Gregory R. Fulmer, Alexander J. M. Miller, Nathaniel H. Sherden, Hugo E. Gottlieb, Abraham Nudelman, Brian M. Stoltz, John E. Bercaw, Karen I. Goldberg (2010), „NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist”, Organometallics (на језику: немачки), 29, pp. 2176–2179, doi:10.1021/om100106e
- ^ Novikov, S. S.; Slovetskii, V. I.; Shevelev, S. A.; Fainzilberg, A. A. (1962). „Spectrophotometric Determination of the Dissociation Constants of Aliphatic Nitro Compounds”. Russian Chemical Bulletin. 11 (4): 552—559. doi:10.1007/BF00904751.
- ^ Cioslowski, J.; Mixon, S. T.; Fleischmann, E. D. (1991). „Electronic structures of trifluoro-, tricyano-, and trinitromethane and their conjugate bases”. Journal of the American Chemical Society. 113 (13): 4751—4755. doi:10.1021/ja00013a007.
Literatura
[уреди | уреди извор]- Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart; Wothers, Peter (2001). Organic Chemistry (I изд.). Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850346-0.
- Smith, Michael B.; March, Jerry (2007). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6th изд.). New York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-72091-7.
- Katritzky A.R.; Pozharskii A.F. (2000). Handbook of Heterocyclic Chemistry (Second изд.). Academic Press. ISBN 0080429882.
