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2,6-二に苦く氨基-3,5-二に硝基吡啶

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（重定しげさだ向こう自じPYX）
2,6-二に苦く氨基-3,5-二に硝基吡啶
IUPAC名めい
3,5-dinitro-2-N,6-N-bis(2,4,6-trinitrophenyl)pyridine-2,6-diamine
2,6-二に苦く氨基-3,5-二に硝基吡啶
别名 PYX
识别
CAS号ごう 38082-89-2  checkY
PubChem 14597089
ChemSpider 10568228
SMILES
 
  • C1=C(C=C(C(=C1[N+](=O)[O-])NC2=C(C=C(C(=N2)NC3=C(C=C(C=C3[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-]
InChI
 
  • 1S/C17H7N11O16/c29-21(30)6-1-8(23(33)34)14(9(2-6)24(35)36)18-16-12(27(41)42)5-13(28(43)44)17(20-16)19-15-10(25(37)38)3-7(22(31)32)4-11(15)26(39)40/h1-5H,(H2,18,19,20)
InChIKey YSSXHRVRZWIAKV-UHFFFAOYSA-N
性せい质
化学かがく式しき C17H7N11O16
摩ま尔质量りょう 621.3 g·mol⁻¹
外そと观 黄色おうしょく结晶[1]
密度みつど 1.757g/cm3[1]
熔点 460°C[2]
溶解ようかい性せい（水みず） 难溶[3]
溶解ようかい性せい 难溶于乙おつ腈、甲きのえ醇あつし、氯仿、二に氯乙烷
溶于二甲基甲酰胺、二に甲きのえ基はじめ亚砜[3]
热力学がく
ΔでるたfHm⦵298K 80kJ·mol-1[1]
ΔでるたcHm⦵ -7770.2kJ·mol-1[1]
Cp (-7.799+0.05482T)×10-1J·g-1·K-1（60-290°C）[4]
爆ばく炸性
撞击感度かんど 10J[5]
摩擦まさつ感度かんど >360N（钝感）[1]
爆ばく速そく 7380m/s（1.75g/cm3）[1]
危险性せい[6]
GHS危险性せい符号ふごう
《全球化学品统一分类和标签制度》（简称“GHS”）中爆炸性物质的标签图案
GHS提示ていじ词 Danger
H-术语 H201
P-术语 P210, P230, P240, P250, P280, P370+380, P372, P373, P401, P501
若わか非ひ注ちゅう明あかり，所有しょゆう数すう据すえ均ひとし出自しゅつじ标准状じょう态（25 ℃，100 kPa）下した。

2,6-二に苦く氨基-3,5-二に硝基吡啶（代だい号ごう：PYX）是ぜ一种综合性能优良的耐热炸药，目前もくぜん主要しゅよう运用于石油せきゆ钻探及航空こうくう航こう天てん领域[7]。由よし于在耐たい热性、机つくえ械感度ど和わ爆ばく炸能量りょう方面ほうめん的てき优势，PYX正せい逐步取と代がわ六ろく硝基茋[5]。

物理ぶつり性せい质

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PYX属ぞく单斜晶あきら系けい，空そら间群为P21/c，晶あきら胞参数すう为a=1.3796nm，b=1.7130nm，c=1.5313nm，βべーた=98.73°，V=3.5769nm3，Z=4[8]。工こう业生产的PYX晶あきら体からだ一般呈针状或棒状，使用しようN-甲きのえ基はじめ吡咯烷酮作さく为溶剂，水みず作さく为反溶剂重じゅう结晶可か使つかい得とく其转化か为立方体りっぽうたい状じょう，略ほぼ微ほろ升ます温ゆたか还可使し立方体りっぽうたい边缘变得平滑へいかつ。经上述じょうじゅつ处理后きさき的てきPYX晶あきら型がた不ふ会かい变化，但ただし晶あきら体からだ粒つぶ径みち明あかり显下降かこう，熔点和わ分解ぶんかい温度おんど略りゃく微ほろ提ひさげ升ます，撞击感度かんど和わ摩擦まさつ感度かんど显著下降かこう[9]。此外，PYX还可在ざい多た种溶剂-反はん溶剂体系たいけい下通しもとおり过类似に方法ほうほう改あらため变晶体形たいけい状じょう，但ただし所得しょとく产物性能せいのう存在そんざい巨きょ大差たいさ异[10]。

PYX在ざい水みず、乙おつ腈、甲きのえ醇あつし、氯仿、1,2-二に氯乙烷等ひとし常つね规溶剂中的てき溶解ようかい度ど均ひとし很小，仅溶于二甲基甲酰胺、二に甲きのえ基はじめ亚砜、N-甲きのえ基はじめ吡咯烷酮等とう少数しょうすう溶剂[3][9]。

PYX耐たい热性能せいのう较好，初はつ始はじめ分解ぶんかい温度おんど约为360°C，300°C下しも放置ほうち24小しょう时失重じゅう1%[11]。PYX的てき热稳定性ていせい能のう主要しゅよう由ゆかり硝基氧原子げんし与あずか环结构氢原子げんし及-NH-基もと团之间的氢键、分子ぶんし碳骨架か中ちゅう的てき偶联效こう应两个因素もと共同きょうどう决定[12]。其缓慢升温ゆたか状じょう态下的てき热分解ぶんかい反はん应首先さき发生在ざい-NH-基もと团苯环对位和わ吡啶邻位的てき硝基上じょう，分ふん别形成けいせい亚硝酸しょうさん酯基もと和わ类呋咱型かた环状结构，随ずい后きさき脱去だっきょ一いち氧化氮形成けいせい不ふ稳定的中てきちゅう间体，之これ后きさき苯环分解ぶんかい形成けいせい五ご元げん环，吡啶上じょう的てき结构进一步分离并放出多种气体，最さい终吡啶环破裂はれつ，放出ほうしゅつ氰化氢并形成けいせい较简单结构[13]。PYX热分解ぶんかい反はん应流程ほど如下：[13][註 1]

制せい备工艺

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关于PYX制せい备的研究けんきゅう最早もはや见于美国びくに原子げんし能のう委い员会相あい关项目め，将はた2,6-二に氨基吡啶与あずか二に倍ばい摩ま尔量的てき三さん硝基氟苯（維基數すう據所よりどころ列れつ：Q82002978）在ざい二甲基甲酰胺体系たいけい下か反はん应可以生成せいせい2,6-双そう苦く氨基吡啶，再さい将しょう该物质经硝酸しょうさん硝化しょうか即そく可か制せい得とくPYX，最さい终产率りつ为67%至いたり70%，但ただし如三硝基氟苯过量则无法制得目标产物[15]。制せい备过程ほど的てき第一步だいいっぽ中ちゅう还可使用しよう三さん硝基氯苯与あずか氟化钠在ざい溶剂中ちゅう生成せいせい三硝基氟苯参与反应，反はん应收率りつ约为87%至いたり90%，若わか不ふ加入かにゅう氟化钠，则收率りつ降くだ至いたり50%以下いか[16]。制せい备流程ほど示しめせ意い图如下か：[15]

上述じょうじゅつ方法ほうほう存在そんざい废料较多、硝化しょうか前ぜん需要じゅよう净化的てき缺陷けっかん，之これ后きさき又また出で现了多た种改良かいりょう方案ほうあん。将しょう三さん硝基氟苯的てき氟取と代だい基もと扩展至大しだい多数たすう卤素取と代だい基もと或ある替がえ换为含有がんゆう1至いたり4个碳的てき烷氧基もと，添加てんか至いたり少しょう一いち种碱金属きんぞく的てき碳酸盐，使つかい各かく原料げんりょう在ざい质子溶剂中ちゅう反はん应后用よう高だか于90%浓度的てき硝酸しょうさん处理，可か在ざい基本きほん不ふ影かげ响产率りつ的てき情じょう况下除去じょきょ净化步ふ骤并显著提ひさげ高だか产物熔点[17]。若わか使用しよう极性非ひ质子溶剂，则可在ざい其中加入かにゅう一いち定量ていりょう氧化镁并在第だい一步反应期间维持沸にえ腾温度おんど，也能在ざい维持产率的てき同どう时去除じょ净化步ふ骤。此外，上述じょうじゅつ2种方法ほう还能有效ゆうこう减少有害ゆうがい废料产出[18]。

此外，还有研究けんきゅう提出ていしゅつ以2,6-二氨基吡啶为原料，先さき与あずか1-氯-2,4-二に硝基苯（英えい语：2,4-Dinitrochlorobenzene）缩合引入第だい1个苯环，随ずい后きさき再さい通つう过三硝基氯苯引入第2个苯环，最さい终进行ぎょう硝化しょうか，补齐吡啶环上的てき2个硝基もと以及第きゅうだい1个苯环上的てき第だい3个硝基もと。该工艺可以全程ほど使用しよう廉かど价的异丙醇あつし作さく为溶剂，但ただし会かい使し得とく流りゅう程ほど有ゆう所しょ延のべ长。该研究けんきゅう还证明あきら了りょう异丙醇あつし、正せい丁ちょう醇あつし、丙へい酮、乙おつ醇あつし溶剂体系たいけい下か使用しよう1-氯-2,4-二硝基苯均无法获得双边缩合产物，但ただし二甲基甲酰胺体系下能够以60%得とく率りつ完成かんせい双そう边缩合あい反はん应[19]。工こう艺流程ほど如下：[19]

PYX硝化しょうか步ふ骤废酸さん残余ざんよ较多，由ゆかり于该药及其中间产物ぶつ热分解ぶんかい温度おんど较高的てき性せい质，无法采さい用よう加か热方法ほう将はた其从溶液ようえき中ちゅう去さ除じょ并蒸ふけ馏回收かいしゅう硝酸しょうさん。向むかい尿素にょうそ溶液ようえき中ちゅう加入かにゅう稀まれ释后的てき废酸可か直接ちょくせつ生なま产工业级硝酸しょうさん脲，PYX及其生せい产过程ほど的中てきちゅう间产物ぶつ会かい混こん杂于产品之の中なか，在ざい基本きほん不ふ改あらため变硝酸しょうさん脲理化か性せい质的同どう时提升ます产品爆ばく炸性能せいのう，目前もくぜん已やめ大だい范围运用于油田ゆでん井道いみち作さく业。反はん应结束たば后きさき的てき酸さん液えき浓度降くだ至いたり较低水平すいへい且基本きほん不ふ含有がんゆう机つくえ化合かごう物ぶつ，在ざい进一步稀释后可直接排放[20]。

爆ばく炸性能せいのう

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PYX氧平衡へいこう为-55.36%，属ぞく负氧平衡へいこう炸药[註 2]。其爆热为4993kJ/kg，爆ばく温ぬる3651K，爆ばく压24.5GPa，爆ばく速そく7713m/s，爆ばく容よう618L/kg[5][註 3]。

注ちゅう释

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  1. ^ 下しも列れつ流りゅう程ほど包含ほうがん反はん应的中ちゅう间产物ぶつ，其中包含ほうがん常つね态下非ひ稳定结构。2500K及以上じょう高温こうおん状じょう态下的てき热分解ぶんかい反はん应机理り极为复杂且与以下いか流ながれ程ほど差さ异显著ちょ[14]。
  2. ^ 即そく炸药分ぶん子中こなか氧元素げんそ无法完全かんぜん氧化其他元素げんそ，表おもて现为爆ばく炸放热低于燃もえ烧热。
  3. ^ 上述じょうじゅつ数すう据すえ由よしEXPLO5软件计算获得，可能かのう与あずか实测值存在そんざい细微差さ异[5]。

参考さんこう文献ぶんけん

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参考さんこう书籍

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  • Koch, Ernst-Christian. High Explosives, Propellants, Pyrotechnics 1st English Edition. Berlin/Boston: Walter de Gruyter GmbH. 2021. ISBN 978-3-11-066052-4 （英えい语）. 
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  • 韦爱勇いさみ. 单质与混合こんごう火ひ工こう药剂. 哈尔滨: 哈尔滨工程ほど大学だいがく出版しゅっぱん社しゃ. 2014. ISBN 978-7-5661-0750-3 （中ちゅう文ぶん（简体））. 
  • Agrawal, Jai Prakash. High Energy Materials Propellants, Explosives and Pyrotechnics. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 2010. ISBN 978-3-527-32610-5 （英えい语）. 
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