Гексанитрогексаазаизовюрцитан - Hexanitrohexaazaisowurtzitane

Гексанитрогексаазаизовюрцитан
Частично конденсированная, стерео, скелетная формула гексанитрогексаазаизовюрцитана
Мяч и клюшка из гексазаизовюртцитана
Имена
Название ИЮПАК
2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло [5.5.0.03,11.05,9] додекан
Другие имена
  • CL-20
  • Гексанитрогексаазаизовюрцитан
  • 2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаазаизовюртцитан
  • Октагидро-1,3,4,7,8,10-гексанитро-5,2,6- (иминометенимино) -1H-имидазо [4,5-b] пиразин
  • HNIW
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
СокращенияCL-20, HNIW
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.114.169 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Характеристики
C
6N
12ЧАС
6О
12
Молярная масса438,1850 г моль−1
Плотность2,044 г см−3
Взрывоопасные данные
Скорость детонации9.38 км с−1
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Гексанитрогексаазаизовюрцитан, также называемый HNIW и CL-20, это нитроамин взрывчатое вещество с формулой C6ЧАС6N12О12. Конструкция CL-20 была впервые предложена в 1979 г. Даляньский институт химической физики.[1] В 1980-х годах CL-20 был разработан Китайское озеро объект, в основном для использования в пропелленты. У него лучше окислитель -к-топливо соотношение, чем обычное HMX или же Гексоген. Он выделяет на 20% больше энергии, чем традиционные ракетные топлива на основе октогена, и значительно превосходит обычные высокоэнергетические топлива и взрывчатые вещества.[нужна цитата ]

Промышленное производство CL-20 было достигнуто в Китай в 2011 году, и вскоре он был использован в качестве топлива твердые ракеты.[2] В то время как большая часть разработки CL-20 была направлена ​​на Thiokol Corporation, то ВМС США (через ONR ) также интересовался CL-20 для использования в ракетное топливо, например, для ракеты, поскольку он имеет более низкие характеристики наблюдаемости, такие как менее заметный дым.[3]

CL-20 еще не использовался ни в одной производственной системе вооружения, но проходит испытания на стабильность, производственные возможности и другие характеристики оружия.

Синтез

Синтез CL20

Первый, бензиламин (1) конденсируется с глиоксаль (2) в кислых условиях и условиях дегидратации с получением первого промежуточного соединения.3). Четыре бензильные группы избирательно подвергаются гидрогенолиз с помощью палладий на углероде и водород. Затем аминогруппы ацетилируются на той же стадии с использованием уксусный ангидрид как растворитель. (4). Наконец, соединение 4 реагирует с тетрафторборат нитрония и тетрафторборат нитрозония, что приводит к HNIW.[4]

Кокристаллический продукт с октогеном

В августе 2012 г. Онас Болтон и другие. опубликовал результаты, показывающие, что сокристалл из 2 частей CL-20 и 1 части HMX имел аналогичные свойства безопасности HMX, но с большей огневой мощью ближе к CL-20.[5][6]

Кристаллический продукт с тротилом

В августе 2011 г. Адам Мацгер и Онас Болтон опубликовал результаты, показывающие, что сокристалл CL-20 и TNT имел в два раза большую стабильность, чем CL-20 - достаточно безопасен для транспортировки, но при нагревании до 136 ° C (277 ° F) сокристалл может разделиться на жидкий TNT и кристаллическую форму CL-20 со структурными дефектами, которые несколько менее стабильны, чем CL-20.[7][8]

Ковалентные цепи и сети CL-20

В 2017 году К. Катин и М. Маслов сконструировал одномерные ковалентные цепи на основе молекул CL-20.[9] Такие цепочки были построены с использованием CH2 молекулярные мостики для ковалентной связи между изолированными фрагментами CL-20. Теоретически было предсказано, что их стабильность возрастает с увеличением эффективной длины. Годом позже М.А.Гимальдинова с коллегами продемонстрировали универсальность СН.2 молекулярные мостики.[10] Показано, что использование CH2 Мосты - это универсальный метод соединения как фрагментов CL-20 в цепи, так и цепочек вместе, чтобы образовать сеть (линейную или зигзагообразную). Подтверждено, что увеличение эффективных размеров и размерности ковалентных систем CL-20 приводит к росту их термодинамической устойчивости. Следовательно, образование кристаллических ковалентных твердых тел CL-20 кажется энергетически выгодным, и молекулы CL-20 способны образовывать не только молекулярные кристаллы, но и объемные ковалентные структуры. Численные расчеты электронных характеристик цепей и сетей CL-20 показали, что это широкозонные полупроводники.[9][10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ 王 征, 和 霄 雯 (2016-04-19). "理工 的 爆轰 速度 中国 力量 的 可靠 基石".北京 理工 大学 新闻 网.
  2. ^ 黎 轩 平 (2016-04-23). "我们 要 在 宇宙空间 占 一个 位置！".北京 理工 大学 新闻 网.
  3. ^ Йирка, Боб (9 сентября 2011 г.). «Университетские химики изобрели средство для стабилизации взрывчатого вещества CL-20». Physorg.com. Получено 8 июля 2012.
  4. ^ Nair, U.R .; Sivabalan, R .; Гор, Г. М .; Geetha, M .; Asthana, S. N .; Сингх, Х. (2005). "Гексанитрогексаазаизовюртцитан (CL-20) и составы на основе CL-20 (обзор)". Гореть. Explos. Ударные волны. 41 (2): 121–132. Дои:10.1007 / s10573-005-0014-2. S2CID  95545484.
  5. ^ Болтон, Онас (2012). «Мощное взрывчатое вещество с хорошей чувствительностью: сокристалл 2: 1 CL-20: HMX». Рост кристаллов и дизайн. 12 (9): 4311–4314. Дои:10.1021 / cg3010882.
  6. ^ Новое мощное взрывное устройство может заменить современное военное взрывчатое вещество., SpaceWar.com, 6 сентября 2012 г., по состоянию на 7 сентября 2012 г.
  7. ^ Болтон, Онас (2011). «Повышенная стабильность и функциональность смарт-материалов, реализованная в энергетическом сокристалле». Angewandte Chemie International Edition. 50 (38): 8960–8963. Дои:10.1002 / anie.201104164. HDL:2027.42/86799. PMID  21901797.
  8. ^ Вещи, с которыми я не буду работать: гексанитрогексаазаизовюртцитан
  9. ^ а б Катин, Константин П .; Маслов, Михаил М. (2017). «К кристаллическим ковалентным твердым телам CL-20: О зависимости энергетических и электронных свойств от эффективного размера цепочек CL-20». Журнал физики и химии твердого тела. 108: 82–87. arXiv:1611.08623. Bibcode:2017JPCS..108 ... 82 тыс.. Дои:10.1016 / j.jpcs.2017.04.020. S2CID  100118824.
  10. ^ а б Гимальдинова, Маргарита А .; Маслов, Михаил М .; Катин, Константин П. (2018). "Электронные характеристики и характеристики реакционной способности ковалентных цепей и сетей CL-20: исследование теории функционала плотности". CrystEngComm. 20 (30): 4336–4344. Дои:10.1039 / c8ce00763b.

дальнейшее чтение