Октоген , также называемый октогеном , представляет собой мощное и относительно нечувствительное взрывчатое вещество нитроамина , химически связанное с гексогеном . Название соединения является предметом многочисленных спекуляций: его по-разному называют тугоплавким взрывчатым веществом , высокоскоростным военным взрывчатым веществом или высокомолекулярным гексогеном . [1]
Молекулярная структура октогена состоит из восьмичленного кольца, состоящего из чередующихся атомов углерода и азота, с нитрогруппой, присоединенной к каждому атому азота. Из-за своей высокой молекулярной массы это одно из самых мощных химических взрывчатых веществ, хотя ряд более новых, включая HNIW и ONC , являются более мощными.
октоген сложнее производить, чем большинство взрывчатых веществ, поэтому его применение ограничивается специальными применениями. И он, и гексоген производятся с помощью процесса Бахмана — нитрования уротропина с использованием смеси нитрата аммония и азотной кислоты в смеси уксусной кислоты и уксусного ангидрида в качестве растворителя — при этом основной продукт определяется конкретными условиями реакции. [2]
Октагидро-1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетразоцин, октоген был впервые получен в 1930 году. В 1949 году было обнаружено, что октоген можно получить. нитролизом гексогена . Нитролиз гексогена проводят растворением гексогена в 55% растворе HNO 3 с последующим помещением раствора на паровую баню примерно на шесть часов. [3] Октоген используется почти исключительно в военных целях, в том числе в качестве детонатора в ядерном оружии , в виде взрывчатого вещества на полимерной связке и в качестве твердого ракетного топлива .
Октол используется в расплавляемых взрывчатых веществах при смешивании с тротилом , которые как класс называются « октолами ». Кроме того, полимерсвязанные взрывчатые составы, содержащие октоген, используются при изготовлении боевых частей ракет и бронебойных кумулятивных зарядов .
Октоген также используется в процессе перфорации стальных обсадных труб нефтяных и газовых скважин . Октоген встроен в кумулятивный заряд, который взрывается внутри ствола скважины, чтобы пробить отверстие через стальную обсадную колонну и окружающий цемент в углеводородсодержащие пласты. Создаваемый путь позволяет пластовым флюидам течь в ствол скважины и далее на поверхность. [4] [5]
Космический зонд «Хаябуса-2 » использовал октоген для раскопок дыры в астероиде , чтобы получить доступ к материалу, который не подвергался воздействию солнечного ветра . [6]
Продолжающиеся исследования направлены на снижение его чувствительности и улучшение некоторых производственных свойств. [7] [8]
Октоген попадает в окружающую среду через воздух, воду и почву, поскольку он широко используется в военных и гражданских целях. В настоящее время разработаны обращенно-фазовая ВЭЖХ и более чувствительные методы ЖХ-МС для точного количественного определения концентрации октогена в различных матрицах при экологических оценках. [9] [10]
В настоящее время информации, необходимой для определения того, вызывает ли октоген рак, недостаточно. Из-за отсутствия информации Агентство по охране окружающей среды пришло к выводу, что октоген не поддается классификации по канцерогенности для человека. [11]
Имеющиеся данные о влиянии октогена на здоровье человека ограничены. Октоген вызывает эффекты на ЦНС, аналогичные эффектам гексогена, но в значительно более высоких дозах. В одном исследовании добровольцы прошли пластырь , который вызвал раздражение кожи. Другое исследование группы из 93 рабочих завода по производству боеприпасов не выявило гематологических, печеночных, аутоиммунных или почечных заболеваний. Однако в исследовании не были определены количественные уровни воздействия октогена.
Воздействие октогена изучалось в нескольких исследованиях на животных. В целом токсичность представляется довольно низкой. Октоген плохо всасывается при приеме внутрь. При нанесении на дерму он вызывает легкое раздражение кожи, но не задерживает контактную сенсибилизацию. У кроликов и грызунов сообщалось о различных острых и субхронических нейроповеденческих эффектах, включая атаксию, седативный эффект, гиперкинезию и судороги. Хронические эффекты октогена, зафиксированные в ходе исследований на животных, включают снижение гемоглобина, повышение уровня щелочной фосфатазы в сыворотке и снижение уровня альбумина. Патологические изменения наблюдались также в печени и почках животных.
Скорость газообмена использовалась в качестве индикатора химического стресса в яйцах северного перепела ( Colinus Virginianus ), и никаких доказательств изменений скорости метаболизма, связанных с воздействием октогена, обнаружено не было. [12] Данных о возможном воздействии октогена на репродуктивную функцию, развитие или канцерогенном воздействии октогена нет. [2] [13] октоген считается менее токсичным, чем тротил или гексоген . [14] Восстановление источников воды, загрязненных октогеном, оказалось успешным. [15]
Как дикие, так и трансгенные растения могут фиторемедиировать взрывчатые вещества из почвы и воды. [16]