三過氧化三丙酮
| 三過氧化三丙酮 | |||
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| IUPAC名 3,3-Dimethyl-1,2-dioxacyclopropane （单体） 3,3,6,6-Tetramethyl-1,2,4,5-tetraoxacyclohexane （二聚体） 3,3,6,6,9,9-Hexamethyl-1,2,4, 5,7,8-hexaoxacyclononane （三聚体） 3,3,6,6,9,9,12,12-Octamethyl-1,2,4, 5,7,8,10,11-octaoxacyclododecane （四聚体） | |||
| 别名 | 過氧化三環丙酮 | ||
| 识别 | |||
| CAS号 | 17088-37-8 
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| PubChem | 536100 | ||
| ChemSpider | 3582942 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | ZTLXICJMNFREPA-UHFFFAOYAS | ||
| 性质 | |||
| 化学式 | C6H12O4（二聚体） C9H18O6（三聚体） | ||
| 摩尔质量 | 148.157 g/mol（二聚体） 222.24 g/mol（三聚体） g·mol⁻¹ | ||
| 外观 | 白色晶体 | ||
| 熔点 | 91 °C（364 K） | ||
| 沸点 | 97-160 °C（370-433 K） | ||
| 溶解性（水） | 不溶於水 | ||
| 危险性 | |||
| 主要危害 | 爆炸性 | ||
| 爆炸性 | |||
| 撞击感度 | 高 / 潮湿时适中 | ||
| 摩擦感度 | 高 / 潮湿时适中 | ||
| 爆速 | 6168 m/s（1.272g·cm-3） 17,384 ft/s 3.29 英里每秒 | ||
| 相对当量系数 | 0.83 | ||
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
三過氧化三丙酮（英語：Triacetone triperoxide，简称TATP）是一種有機過氧化物起爆藥及二甲基过氧化酮的閉環三聚體，起爆力介於雷汞與疊氮化鉛之間。嗅若丙酮的白色細膩晶體，不溶於水，但溶於氯仿等有機溶劑。
曾考慮用作雷管裝藥，但因其易於昇華的特性（於室溫放置兩週，質量損失可達66%[1]）兼高機械感度，在商業與軍事上並未得到廣泛應用。
作為一種不含氮元素的爆炸物，TATP可以欺騙過時的安檢措施。TATP被認為曾用作多起黑社會活動及恐怖襲擊的爆炸物，如倫敦地鐵爆炸案[2][3]、2015年11月巴黎襲擊事件[4]和2016年布鲁塞尔连环爆炸案[5][6]由於製作原料極容易得到，即使在對爆炸品作嚴格管制的地方亦能夠合成。TATP感度極高，輕微摩擦、碰撞，都可能引起爆炸，因此在非專業人士及低品質安全管控的情況下合成，非常容易發生意外。[7]
歷史
TATP于1895年由德國化學家Richard Wolfenstein發現[8]，他是第一個用無機酸作催化劑的化學家，也是第一個因用過氧化氫合成炸藥而獲得專利的研究者[來源請求]。
1899年，阿道夫·冯·拜尔與维克多·维立格報導由拜耳－維立格氧化反應製備二聚及多聚過氧化丙酮[9]。20世紀中，基於上述方案，Milas與Golubović對此作了進一步研究[10]。
化學性質
丙酮過氧化物通常代指它的閉環三聚體tri-cyclic acetone peroxide（TCAP，過氧化三環丙酮）。多通過雙氧水與丙酮於酸性條件下的親核加成製備——此時產物以TCAP為主，伴生有AP單體(C3H8O4)、開環(C6H14O4)及閉環二聚體(C6H12O4)。濾得產物後以冰水洗滌至中性，經丙酮重結晶即得純品。
通過改變反應條件和催化劑濃度，主產物亦發生改變[11]——例如以錫鹽為催化劑時，產物將以閉環四聚體tetrameric acetone peroxide為主[12]；在中性條件下，反應以AP為主產物。
受化學鍵間巨大的角張力影響，AP的單體及二聚體遠不如其三聚體性質穩定。
TATP受強熱即发生爆炸性分解。燃烧时的反应为：
- 2 C9H18O6 + 21 O2 → 18 H2O + 18 CO2
當TATP遭受強烈衝擊時，則發生被稱為熵爆炸（entropic explosion）的劇烈分解，此時反應產物主要為丙酮和氧氣[13]，且僅釋放出極少的熱量[13]：
约兩克以下的TATP在開放條件下可以燃燒，兩克以上的TATP通常會爆炸，較小質量會在輕微密閉的條件下爆炸。完全乾燥的TATP比新制的，還含有丙酮和水的更容易爆炸[來源請求]。
工業應用
涵括過氧化甲乙酮、過氧化苯甲酰和TATP在內的有機過氧化物可用作樹脂生產中聚合反應的引發劑——通常將它們以稀溶液的形式加入有機介質中。出於安定性考慮，前二者的應用較TATP更為頻繁。
TATP與過氧化苯甲酰亦用於漂白麵粉並改善其口感[14]。
工業上常通過調升pH值，調整反應體系溫度而減少TATP的產生[15]。在諸如生產苯酚的工藝流程中，作為副產物產生的TATP可能會帶來潛在的安全風險。
事件
2005年7月7日08:50至09:47的伦敦地铁爆炸案中，恐怖分子使用的炸药以三過氧化三丙酮為原料，其原理是它在爆炸时并不会产生任何火焰。因为只需很少的能量就可引发炸药爆炸。且这个过程并非氧化反应而是一个分解过程。在这个过程中，TATP分子释放出丙酮，使联在一起的氧原子散开，形成氧气和臭氧。这个过程释放出的能量足可使另一个分子发生化学反应，维持了反应的连续发生。新增的氧氣和產生的熱力也會令三過氧化三丙酮燃燒，產生更多氣體，这就是TATP会发生爆炸的原因。在不到一秒钟内，仅几百克的TATP就可产生成百上千升气体而引起爆炸，造成52人死亡。
參考文獻
- ^ Viacheslav Egorshev, Valery Sinditskii, Sergei Smirnov, et al. A comparative study on cyclic acetone peroxides[C]//New Trends in Research of Energetic Materials. Czech Republic, 2009: 113 – 123.
- ^ Naughton P. TATP is suicide bombers' weapon of choice. The Times (UK). 2005-07-15. （原始内容存档于2008-02-10）.
- ^ Vince G. Explosives linked to London bombings identified. New Scientist. 15 July 2005 [2016-05-03]. （原始内容存档于2016-04-13）.
- ^ Callimachi R, Rubin AJ, Fourquet L. A View of ISIS’s Evolution in New Details of Paris Attacks. The New York Times. 2016-03-19 [2016-05-03]. （原始内容存档于2016-05-16）.
- ^ "La mère de Satan" ou TATP, l'explosif préféré de l'EI ["Mother of Satan " or TATP , the preferred explosive of IE]. LeVif.be Express. （原始内容存档于2016-04-28） （法语）.
- ^ 【馬鞍山TATP】明愛學生示威獲取炸藥帶回校 O記七月曾破TATP倉. 2019-11-27 [2019-11-29].
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