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R-盐氧化法制备环三亚甲基三硝胺

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#楼主# 2016-10-29

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环三亚甲基三硝胺即
黑索今,是英文Hexogen的译称,化学名环
三亚甲基三硝胺
,缩写RDX ,一种军用高能
炸药
。 威力和感度都比TNT、苦味酸
和特屈儿
大,被子弹、碎片
击中时会起爆。
黑索金又名为旋风炸药,化学式
(CH2NNO2)3,无色晶体,密度1.816g/cm3。原设想用于医药,后来因为威力巨大(比硝化甘油
强,是TNT的158%),被发展作炸药用途。爆速在密度为1.7g/cm3
时达8350m/s,而且
起爆容易,是综合性极佳的炸药。此外,还用作毒鼠药。1899年德国在发表的专利中首次叙
述制造黑索金,当时并没有提出作为炸药而是推荐作为医用药物,后来的发表的专利中提出了用于制造无烟发射药。

理化性质简介

化学式:
C3H6N6O6
               
摩尔质量:
2
22.117 g/mol       摩擦感度:低         撞击感度:低           密度:1.82g/cm3             爆速:8350m/s

爆热:
5.4兆焦耳/千克         熔点:204.1℃           爆发点:约230℃             外观为无色警惕           不溶于水,微溶于醇,醚,苯,氯仿

合成方法有:直接硝解法       醋酸酐法(KA-法)     乌洛托品,硝酸,硝酸铵法(K-法)    多聚甲醛,醋酸酐,硝酸铵法(E-法)     氨基硫酸盐,甲醛,硝酸法(W-法)

这里介绍的是R-盐氧化法。

      

R-盐:环三亚甲基三亚硝胺。
R盐本身也是一种炸药 不过光稳定性差 见光会分解 而且
亚硝胺具有强致癌性
所以难以推广使用 但是这里只是把它作为中间产物

第一步:先合成R-盐,在此需注意的是由于要用到较多的亚硝酸钠,且
R-盐本身就有很强的致癌性所以操作时必须戴好防护



A液     称取20g六次甲基四胺,溶于200g水中。







B液    取10ml 85%H3PO4(约18.82g)用水稀释至100ml (这里可以使用稀盐酸 稀硫酸,氢离子浓度一致即可 )
加入到A液中配置成混合液R



C液   
配制70ml w=38%的亚硝酸钠溶液(称取38g亚硝酸钠,溶于62mL水,因为已达到饱和状态所以会有一点点的亚硝酸钠没有溶解)

【在这里不得不吐槽一下商家,买来时发现整瓶都结块了,没办法也只有凑合用了】





将C液滴加到R液中,会微微放热,产生大量气泡,气体气味很难闻,注意通风,注意搅拌(由于没合适的反应容器所以用抽滤瓶了,后来发现这是一个大错误。那就是,千万别用锥形瓶制备,会有部分附着在内壁上不好处理,会造成损失)









残留了一些,用滤液反复清洗才弄下来



反应完后过滤,
避光干燥,
得到约5.7g产物 (损失没办法啊)










注意:R-盐属于强致癌性物质 请确保制备 过滤 干燥中无任何洒落




第二步氧化R-盐制备环三亚甲基三硝胺
首先量取55ml  30%的过氧化氢(约61.15g)     10ml85%磷酸(约16.82g)  将上述两种溶液混合,冷却到5℃以下








冰水浴冷却下少量多次分批加入第一步中制取得到的R-盐,温度尽量不要超过10摄氏度。这一步放热剧烈,产生大量气泡,气味有些刺激。








反应完毕 得到很多沫子 含有白色大量极细腻粉末





最后,过滤,干燥。
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红盟大使 发表于 2016-10-29 21:32:53
R盐法制备RDX似乎并没有什么突出点,R盐致癌,从产率等方面也比不过直硝和氧化结晶法,但是适合一些没有烟硝的孩纸制备标本,总之,注意安全!
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3.14 发表于 2016-10-29 21:54:17
[quote=红盟大使,2882]R盐法制备RDX似乎并没有什么突出点,R盐致癌,从产率等方面也比不过直硝和氧化结晶法,但是适合一些没有烟硝的孩纸制备标本,总之,注意安全![/quote] 个人认为较为突出的应该是价格便宜,而且制取烟硝的装置还在改进中所以用了这个方法。
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zgx 发表于 2016-10-29 23:03:46
看样子好像是在家里实验,r盐强致癌性,最好在实验室里合成,而且要将反应副产物气体收集去除,并有防护措施,强烈建议不要在家里合成
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3.14 发表于 2016-10-29 23:14:30
[quote=zgx,2885]看样子好像是在家里实验,r盐强致癌性,最好在实验室里合成,而且要将反应副产物气体收集去除,并有防护措施,强烈建议不要在家里合成[/quote] 条件限制,学校实验室暂时不对学生开放(比赛时间已过),所以才在家里制的,且在干燥和转移过程中都是在室外做的。
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ryq1212 发表于 2016-10-29 23:50:55
学习了。本地买不到煙硝,等防化服什么的到了试试
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3.14 发表于 2016-10-29 23:58:21
[quote=ryq1212,2888]学习了。本地买不到煙硝,等防化服什么的到了试试[/quote] 就是产率有点吓人,5.7g的R-盐制取出来的RDX少得可怜,只能当标本了。
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ryq1212 发表于 2016-10-30 00:22:59
[quote=3.14,2889]就是产率有点吓人,5.7g的R-盐制取出来的RDX少得可怜,只能当标本了。[/quote] 果然产率感人
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3.1 发表于 2016-10-30 13:10:35
[quote=3.14,2884]个人认为较为突出的应该是价格便宜,而且制取烟硝的装置还在改进中所以用了这个方法。[/quote] 不听嘛,还是烟硝法好
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LYHNH 发表于 2016-10-30 16:37:16
书中介绍的R盐氧化法其实是在烟硝中进行的,在稀磷酸中反应我做过,反应物大量分解,产率极低,并且生成物可能是不完全氧化产物
另外,楼主仪器使用极不规范
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