苦味酸
| 苦味酸 | |||
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| IUPAC名 2,4,6-Trinitrophenol 2,4,6-三硝基苯酚 | |||
| 別名 | 三硝基苯酚、黃色炸藥 | ||
| 識別 | |||
| 縮寫 | TNP、PA | ||
| CAS號 | 88-89-1 
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| ChemSpider | 6688 | ||
| SMILES |
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| InChIKey | OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYAM | ||
| RTECS | TJ7875000 | ||
| DrugBank | DB03651 | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | C6H3N3O7 | ||
| 摩爾質量 | 229.10 g·mol⁻¹ | ||
| 外觀 | 無色至黃色針狀結晶或大塊固體 | ||
| 密度 | 1.763 g/cm³ (固) | ||
| 熔點 | 122.5 °C | ||
| 沸點 | > 300 °C（爆炸） | ||
| 溶解性（水） | 1.40 g/100 mL | ||
| pKa | 0.38 | ||
| 熱力學 | |||
| ΔfHm⦵298K | -220 kJ·mol-1 | ||
| 危險性 | |||
| 警示術語 | R：R1, R10, R36, R37, R38 | ||
| 安全術語 | S：S28, S35, S37, S45 | ||
| NFPA 704 |
 4
3
4
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| 爆炸性 | |||
| 撞擊感度 | 24%-36% | ||
| 摩擦感度 | 0% | ||
| 爆速 | 7,350 m/s, ρ 1.70 | ||
| 相關物質 | |||
| 其他陽離子 | 苦味酸銨 | ||
| 相關化學品 | 三硝基甲苯 | ||
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
苦味酸，化學名2,4,6-三硝基苯酚，字母縮寫TNP、PA，是一種炸藥，名字由希臘語的πικρος（苦味）得來，味道很苦。純淨物室溫下呈略帶黃色的結晶，因此也俗稱黃色炸藥。難溶於四氯化碳，微溶於二硫化碳，易溶於丙酮、苯等有機溶劑，溶於熱水、乙醇、乙醚。它是苯酚的三硝基取代物，受硝基吸電子效應的影響而有很強的酸性。
乾燥的苦味酸感度較低，略高於TNT（三硝基甲苯），儲存和運輸都比較安全。但是某些苦味酸鹽的感度較高，因此儲存苦味酸必須用非金屬容器，裝於彈體中的苦味酸必須經過嚴格的乾燥，以阻止苦味酸腐蝕金屬，生成高感度的鹽。
苦味酸的氧平衡為-45.39%，爆發點320℃（5s），當密度為1.70g·cm-3時，爆熱和爆速分別為4.52MJ·kg-1和7.35km·s-1；密度為1.72g·cm-3時，爆壓為26.5GPa，爆溫約3000K，爆容約680L·kg-1。撞擊感度24%-36%，對摩擦不敏感。做功能力為315cm3（鉛孔擴張值），等效105%TNT當量；猛度16mm（鉛柱壓縮值），等效103%TNT當量。[1]
合成
[編輯]直接硝化苯酚(即使是稀硝酸)也會造成高分子量的焦油形成，為了最小化這些副反應，苦味酸是通過苯酚的磺化製得苯酚二磺酸，再用濃硝酸硝化製得。該過程磺基被置換，先形成2,4-二硝基苯酚或2,6-二硝基苯酚，該反應過程高度放熱，需仔細控制溫度，否則會造成產率降低。隨後再進一步硝化引入硝基，製得三硝基苯酚。
用途
[編輯]苦味酸發現於公元1771年，在發明之後近一個世紀時間裏，一直用作黃色染料。後因為爆炸事故，爆炸性質才被人們發現，成為世界上最早的合成炸藥。基於它用做黃色染料的歷史和極強的染黃色能力，又被稱為黃色炸藥，曾廣泛用於裝填炮彈、航空炸彈、地雷、手榴彈等幾乎所有軍用彈藥。1873年，Hermann Sprengel發現苦味酸可以作為起爆藥，並可用於軍事高爆炸藥。 1885年，法國化學家Eugène Turpin申請了專利，把苦味酸作為炸藥與炮彈發射裝藥。全世界主要國家迅速發生了一場軍事技術革命：1887年法國採用了苦味酸與火棉混合炸藥，稱為melinite（中譯麥寧炸藥）；1888年英國開始製造類似的炸藥，稱為lyddite（中譯立德炸藥、裂地藥、列底炮藥）；1889年，奧匈帝國開始製造了苦味酸與三硝基甲酚胺鹽混合的炸藥ecrasite；1893年，日本下瀨雅允研製出下瀨火藥；1894年，沙俄開始把苦味酸用作炮彈發射藥；1906年，美國開始使用苦味酸銨（稱作Dunnite或explosive D）。
中日甲午戰爭、1898年英國殖民蘇丹的恩圖曼戰役、布爾戰爭、日俄戰爭、第一次世界大戰，都廣泛使用了苦味酸炸藥。
由於苦味酸容易與彈體金屬反應，產生感度很高的苦味酸鹽，所以時常發生彈藥的意外爆炸，造成士兵傷亡。1917年12月6日加拿大的哈利法克斯大爆炸造成了2000餘人死亡，就是由於苦味酸炮彈的安全事故造成的。1943年陸奧號戰列艦爆炸也被懷疑與之相關。1902年，德國開始用更穩定、安全的TNT替代苦味酸作為炮彈裝藥。第一次世界大戰中世界其它各國陸續完成替換苦味酸軍用炸藥。在20世紀下半葉趨於淘汰。苦味酸也是重要的化工原料，酸鹼指示劑和醫用收斂藥。
參考資料
[編輯]- ^ 歐育湘等. 《炸药学》. 北京理工大學出版社. 2006年1月: 178. ISBN 7-5640-0475-4.
- Cooper, Paul W., Explosives Engineering, New York: Wiley-VCH, 1996. ISBN 0-471-18636-8
