Trinitromethan

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Strukturformel
Strukturformel von Trinitromethan
Allgemeines
Name Trinitromethan
Andere Namen

Nitroform

Summenformel CHN3O6
CAS-Nummer 517-25-9
PubChem 10602
Kurzbeschreibung

farbloser Feststoff (unterhalb des Schmelzpunktes)[1]

Eigenschaften
Molare Masse 151,04 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

1,806 g·cm−1[2]

Schmelzpunkt

25,35 °C[2]

Löslichkeit

gut löslich in Wasser[1]

Brechungsindex

1,4451 (24 °C)[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [4]
keine Einstufung verfügbar
H- und P-Sätze H: siehe oben
P: siehe oben
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

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Trinitromethan ist ein instabiles Nitroderivat des Methans und damit ein Nitroalkan. Die Verbindung ist der dreifachsubstituierte Vertreter der Reihe der Nitromethane mit Nitromethan, Dinitromethan, Trinitromethan und Tetranitromethan.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Trinitromethan wurde zuerst 1857 in Form seines Ammoniumsalzes durch Schischkow hergestellt. Im Jahr 1918 wurde eine Synthese durch die kombinierte Oxidation und Nitrierung von Ethin mit Salpetersäure entwickelt[5][6], die eine industrielle Herstellung erlaubt.[7] Hierbei werden die beiden Reaktanden in einem Rohrreaktor im Gegenstromprinzip umgesetzt.[7] Im Labor kann es ebenfalls durch Hydrolyse von Tetranitromethan unter milden basischen Bedingungen gewonnen werden.[8] Auch die Herstellung durch Reaktion von Salpetersäure mit Isopropylalkohol ist möglich.[9] Das Ammoniumsalz entsteht bei der Einwirkung von Wasser oder Alkohol auf Trinitroacetonitril.[10]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Trinitromethan ist eine starke Säure.[11] Die farblose freie Säure ist instabil, das intensiv gelbe Anion (NO2)3C in wässriger Lösung stabil.[12] Für Trinitromethan können zwei tautomere Strukturen formuliert werden. Das Gleichgewicht liegt fast vollständig auf der Seite der C-H-aciden Struktur. Quantenchemische Berechnungen ergeben eine Differenz der freien Enthalpie von 33,0 kJ·mol−1 zur N-OH-aciden Struktur.[13] Das 1H-NMR-Spektrum zeigt nur ein einziges Signal bei 2,48 ppm für die C-H-Funktion.[14] In der Reihe der Nitromethane ist dies die größte Verschiebung gegenüber Methan mit 9,767 ppm, Nitromethan mit 5,72 ppm und Dinitromethan mit 3,90 ppm.[14]

Trinitromethane tautomerism.svg

Verwendung[Bearbeiten]

Trinitromethan wird zur Herstellung von Sprengstoffen und Treibstoffen verwendet.[9]

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

Trinitromethan explodiert bei raschem Erhitzen heftig.[10] Auch Lösungen mit einem Wassergehalt von weniger als 55 Ma% können sich noch explosiv zersetzen.[7]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b Trinitromethane (Chemyq)
  2. a b Schoedel, H.; Dienelt, R.; Bock, H.: Trinitromethane. In: Acta Crystallographica C. 50, Nr. 11, 1994, S. 1790–1792. doi:10.1107/S0108270194002131.
  3. David R. Lide (Ed.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90th Edition (Internet Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-510.
  4. Diese Substanz wurde in Bezug auf ihre Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  5. K.J.P. Orton: B.P. 125.000 (1918)
  6. Orton, K. J. P.; McKie, P. V.: XXXVI.—The action of nitric acid on unsaturated hydrocarbons. The action of nitric acid on acetylene. In: Journal of the Chemical Society. 117, 1920, S. 283–297. doi:10.1039/CT9201700283.
  7. a b c Wetterholm, A.: Production of trinitromethane on an industrial scale. In: Tetrahedron. 19, Supplement 1, 1963, S. 155–163. doi:10.1016/S0040-4020(63)80052-6.
  8. Gakh, A. A.; Bryan, J. C.; Burnett, M. N.; Bonnesen, P. V.: Synthesis and structural analysis of some trinitromethanide salts. In: Journal of Molecular Structure. 520, Nr. 1–3, 2000, S. 221–228. doi:10.1016/S0022-2860(99)00333-6.
  9. a b Production of trinitromethane.
  10. a b Richard Escales; Nitrosprengstoffe, S.200, ISBN 978-3-8330-0114-7.
  11. Shechter, H.; Cates, H. L. Jr.: Addition Reactions of Trinitromethane and α,ß-Unsaturated Ethers. In: Journal of Organic Chemistry. 26, Nr. 1, 1961, S. 51–53. doi:10.1021/jo01060a010.
  12. Novikov, S. S.; Slovetskii, V. I.; Shevelev, S. A.; Fainzilberg, A. A.: Spectrophotometric Determination of the Dissociation Constants of Aliphatic Nitro Compounds. In: Russian Chemical Bulletin. 11, Nr. 4, 1962, S. 552–559. doi:10.1007/BF00904751.
  13. Brand, H.; Liebman, J. F.; Schulz, A.: Cyano-, Nitro- and Nitrosomethane Derivatives: Structures and Gas-Phase Acidities. In: European Journal of Organic Chemistry. 2008, Nr. 27, 2008, S. 4665–4675. doi:10.1002/ejoc.200800583.
  14. a b Hofmann, W.; Stefaniak, L.; Urbanski, T.; Witanowski, M.: Proton Magnetic Resonance Study of Nitroalkanes. In: Journal of the American Chemical Society. 86, Nr. 4, 1964, S. 554–558. doi:10.1021/ja01058a005.