stringtranslate.com

октоген

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.

Синтез

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]

Приложения

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]

Здоровье и экологическая судьба

аналитические методы

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]

Токсичность

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]

Биодеградация

Как дикие, так и трансгенные растения могут фиторемедиировать взрывчатые вещества из почвы и воды. [16]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Купер, Пол В., Разработка взрывчатых веществ , Нью-Йорк: Wiley-VCH, 1996. ISBN  0-471-18636-8
  2. ^ аб Джон Пайк (19 июня 1996 г.). «Нитраминовая взрывчатка». Globalsecurity.org . Проверено 24 мая 2012 г.
  3. ^ МЫ Бахманн, Дж. К. Шихан (1949). «Новый метод приготовления фугасного RDX1». Журнал Американского химического общества , 1949 (5): 1842–1845.
  4. ^ Хансен, Брэд (11 марта 2013 г.), «Сессия технической презентации 3: Обзор перфорации обсадной колонны при бурении и заканчивании» (PDF) , Обзор перфорации обсадной колонны, Исследование EPA по гидроразрыву пласта и его потенциальному воздействию на ресурсы питьевой воды, Агентство по охране окружающей среды США
  5. ^ Лю, Хэ; Ван, Фэн; Венг, Юкай; Гао, Ян; Ченг, Цзяньлун (декабрь 2014 г.). «Технология перфорации нефтяных скважин: состояние и перспективы». Разведка и разработка нефти . 41 (6): 798–804. Бибкод : 2014PEDO...41..798L. дои : 10.1016/S1876-3804(14)60096-3 .
  6. ^ Сайки, Таканао; Савада, Хиротака; Окамото, Чисато; Яно, Хадзиме; Такаги, Ясухико; Акахоши, Ясухиро; Ёсикава, Макото (2013). «Маленький переносной ударный механизм миссии Хаябуса-2». Акта Астронавтика . 84 : 227–236. Бибкод : 2013AcAau..84..227S. doi :10.1016/j.actaastro.2012.11.010.
  7. ^ Косарева, Екатерина К.; Жарков Михаил Н.; Мееров Дмитрий Б.; Гайнутдинов Радмир В.; Фоменков Игорь Владимирович; Злотин Сергей Георгиевич; Пивкина Алла Н.; Кучуров Илья Владимирович; Муравьев, Никита В. (январь 2022 г.). «Модификация поверхности октогена полимерами с помощью процесса антирастворителя sc-CO2: путь к безопасным и простым в обращении энергетическим материалам». Химико-технологический журнал . 428 : 131363. doi : 10.1016/j.cej.2021.131363.
  8. ^ Линь, Цунмей; Цзэн, Чэнчэн; Вэнь, Юши; Гонг, Фейян; Он, Гуаньсун; Ли, Юбин; Ян, Чжицзянь; Дин, Линг; Ли, Цзян; Го, Шаоюнь (22 января 2020 г.). «Литчиподобные микрочастицы ядро-оболочка HMX@HPW@PDA для полимерных энергетических композитов с низкой чувствительностью и высокими механическими свойствами». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 12 (3): 4002–4013. дои : 10.1021/acsami.9b20323. ISSN  1944-8244. PMID  31874021. S2CID  209473864.
  9. ^ Лю, Цзюнь; Северт, Скотт А.; Пан, Сяопин; Смит, Филип Н.; Макмерри, Скотт Т.; Кобб, Джордж П. (15 февраля 2007 г.). «Разработка методики экстракции и очистки жидкостного хроматографо-масс-спектрометрического метода анализа октагидро-1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетразоцина в яйцах». Таланта . 71 (2): 627–631. doi :10.1016/j.talanta.2006.05.007. ПМИД  19071351.
  10. ^ Пан, Сяопин; Чжан, Баохун; Тиан, Канг; Джонс, Линдси Э.; Лю, Цзюнь; Андерсон, Тодд А.; Ван, Цзя-Шэн; Кобб, Джордж П. (30 июля 2006 г.). «Тандемный масс-спектрометрический анализ октагидро-1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетразоцина (HMX)» с помощью жидкостной хроматографии / ионизации электрораспылением. Быстрая связь в масс-спектрометрии . 20 (14): 2222–2226. Бибкод : 2006RCMS...20.2222P. дои : 10.1002/rcm.2576. ISSN  1097-0231. ПМИД  1679187.
  11. ^ «Октагидро-1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетр... (HMX) (CASRN 2691-41-0) | IRIS | Агентство по охране окружающей среды США». Агентство по охране окружающей среды. Агентство по охране окружающей среды, nd Web. 15 ноября 2012 г.[1]
  12. ^ Лю, Цзюнь; Кокс, Стивен Б.; Билл, Блейк; Брюньес, Кристина Дж.; Пан, Сяопин; Кендалл, Рональд Дж.; Андерсон, Тодд А.; Макмерри, Скотт Т.; Кобб, Джордж П. (1 мая 2008 г.). «Влияние воздействия октогена на скорость метаболизма северного перепела (Colinus Virginianus) в яйце». Хемосфера . 71 (10): 1945–1949. Бибкод : 2008Chmsp..71.1945L. doi :10.1016/j.chemSphere.2007.12.024. ISSN  0045-6535. ПМИД  18279915.
  13. ^ «Информационные бюллетени». Mmr-iagwsp.org . Проверено 24 мая 2012 г.
  14. ^ Дэниэлс, Дж.И.; Кнезович, Дж. П. (декабрь 1994 г.). «Информационный мост: научно-техническая информация Министерства энергетики США - при поддержке OSTI» (PDF) . Osti.gov . Проверено 24 мая 2012 г.
  15. ^ Ньюэлл, Чарльз. «Обработка шлейфов гексогена и октогена с использованием мульчирующих биостен». Проект ESTCP ER-0426. 2008.
  16. ^ Панз К; Микш К. (декабрь 2012 г.). «Фиторемедиация взрывчатых веществ (тротил, гексоген, октоген) дикими и трансгенными растениями». Журнал экологического менеджмента . 113 : 85–92. дои : 10.1016/j.jenvman.2012.08.016. ПМИД  22996005.

Рекомендации