5-氨基四氮唑硝酸盐(5-ATNO3)的合成

5-氨基四氮唑,英文缩写为5-ATZ,是一种重要的有机合成中间体,以其为原料可以轻而易举地合成种类繁多的含能材料,其中最简单的莫过于5-氨基四氮唑硝酸盐(5-ATNO₃)了,只需要向其溶液中加入硝酸成盐即可。5-ATNO₃是一种十分猛烈的炸药,分子式为CH₄N₆O₃,爆速高达8900m/s,爆热为4417KJ/kg,爆压为35.7GPa,撞击感度较低,为10N·m,介于RDX和TNT之间,需用GTN等性能较佳的起爆药起爆。

本文将介绍在实验室中以5-ATZ和硝酸为原料合成5-ATNO₃的方法,并附上试爆之视频。

一、准备试剂:68%硝酸、5-氨基四氮唑。
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二、称取42.5克5-氨基四氮唑。
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三、称取113.7克蒸馏水。
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四、将蒸馏水倒入5-氨基四氮唑中,拌至糊状。
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五、将拌有水的5-氨基四氮唑置于电炉上加热,由于5-氨基四氮唑在水中的溶解度随温度上升而急剧增大,所以至煮沸时,溶液已变得澄清。
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六、称取68%硝酸51克,注意防护酸雾。
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七、用滴管将68%硝酸缓缓加入5-氨基四氮唑水溶液中,并保持溶液沸腾。
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八、68%硝酸加完后,关闭电炉,取下烧杯,置于冰水浴中降温析晶。
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九、当大量5-氨基四氮唑硝酸盐晶体析出且烧杯中液体温度足够低时,取出烧杯,倒去上层清液,乙醇洗涤产物,最后将产物置于培养皿中晾干。
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当5-氨基四氮唑硝酸盐完全干燥后便可以起爆了。视频中所用药量为40克,起爆药为二高氯酸三碳酰肼合镍,起爆药量为2克,爆轰后在草坪上留下了直径约为50厘米、深度约为24厘米的大坑。

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