Trinitroazetidin
1,3,3-Trinitroazetidin (TNAZ) ist eine energetische heterocyclische Verbindung, die wegen ihres niedrigen Schmelzpunktes (101 °C) und ihrer guten Temperaturbeständigkeit (bis 240 °C)<ref name="Axenrod">T. Axenrod, C. Watnick, H. Yazdekhasti: Synthesis of 1,3,3-Trinitroazetidine in Tetrahedron Letters 34 (1993) 6677-6680. Vorlage:DOI</ref> als möglicher Ersatz für TNT betrachtet wird.
Gewinnung und Darstellung
In einer ersten Stufe wird durch die Umsetzung von Epichlorhydrin mit tert-Butylamin das 1-tert.-Butyl-3-azetidinol gewonnen, welches durch stufenweise Nitrierung zum 1,3,3-Trinitroazetidin umgesetzt wird.<ref name="Explosivstoffe"/><ref name=arch/> Die Ausbeute ist bei dieser Umsetzung eher gering.<ref name="Axenrod"/> Eine alternative Synthese geht vom 3-Amino-1,2-propandiol aus, welches nach Einführung von p-Toluolsolfonyl- und tert.-Butyldimethylsilylschutzgruppen mittels Lithiumhydrid zum entsprechenden Azetidinderivat zyklisiert wird. Die Zwischenverbindung wird nach einer Oxidation mit Chromtrioxid und Umsetzung mit Hydroxylamin zu einer Oximzwischenstufe umgesetzt, die dann oxidativ mit Salpetersäure zur Trinitrozielverbindung nitriert wird.<ref name="Axenrod"/>
Eigenschaften
1,3,3-Trinitroazetidin bildet hellgelbe Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 101 °C. Die Verbindung kristallisiert in einem orthorhombischen Gitter mit der Raumgruppe Pbca.<ref name=arch>T. G. Archibald, R. Gilardi, K. Baum, C. George: Synthesis and x-ray crystal structure of 1,3,3-trinitroazetidine, in: J. Org. Chem. 55 (1990) 2920–2924, Vorlage:Doi.</ref> Die Thermolyse ergibt ab 240 °C die Zersetzungsprodukte Stickstoffdioxid, Stickstoffmonoxid, Salpetrige Säure, Kohlendioxid und Formaldehyd.<ref>Y. Oyumi, T.B. Brill: Thermal decomposition of energetic materials 4. High-rate, in situ, thermolysis of the four, six, and eight membered, oxygen-rich, gem-dinitroalkyl cyclic nitramines, TNAZ, DNNC, and HNDZ in Comb. Flame 62 (1985) 225-231, Vorlage:DOI.</ref> Als Explosionskenndaten sind die Explosionswärme mit 6343 kJ·kg−1<ref name="Explosivstoffe"/>, die spezifische Energie mit 1378 kJ·kg−1<ref name="Explosivstoffe"/>, die Detonationsgeschwindigkeit mit 9000 m·s−1<ref name=roempp/> und der Detonationsdruck mit 36,4 GPa<ref name=roempp/> bekannt. Die Verbindung ist schlag- und reibempfindlich.<ref name="Energetic Materials Encyclopedia">Klapötke, T.M.: Energetic Materials Encyclopedia, de Gruyter, Berlin/Boston 2021, ISBN 978-3-11-062681-0, S. 1822–1828.</ref>
Verwendung
Experimentelle energetische Verbindung zur Herstellung von hochbrisanten gießbaren Sprengstoffen. Mit seinen Leistungsdaten liegt es zwischen Hexogen und Oktogen. Der Stoff ist aber wesentlich unempfindlicher als diese.<ref name="Explosivstoffe">Köhler, J.; Meyer, R.; Homburg, A.: Explosivstoffe, zehnte, vollständig überarbeitete Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32009-7.</ref>
Einzelnachweise
<references />