Методы обнаружения взрывчатых веществ. I. анализ полинитроароматических соединений Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Веселова Е. В., Дьяков М. В., Збарский В. Л.

Проведено сравнительное спектрофотометрическое исследование взаимодействия 1,3,5-тринитробензола и 2,4,6-тринитротолуола с различными органическими и неорганическими основаниями. Определены максимумы поглощения и коэффициенты экстинкции для ряда комплексов. Выбраны наиболее эффективные системы реагентов для определения следовых количеств полинитроароматических соединений. Предел обнаружения составляет 110 мкг/мл.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Веселова Е. В., Дьяков М. В., Збарский В. Л.

The comparative spectrophotometric study of the interaction of l,3,5-trinitrobenzene and 2,4,6-trinitrotoluene with various organic and anorganic bases is executed. The absorption characteristics of some complexes were determined. The effective reagent systems for definition of the trace of polynitroaromatic compounds were chosen. The limit of detection is 1-10 mkg/ml.

Текст научной работы на тему «Методы обнаружения взрывчатых веществ. I. анализ полинитроароматических соединений»

furazans) : 3,4:7,8:11,12:15,16-tetrafurazano-1,2,5,6,9,10,13,14-octaazacyclohe-xadeca - 1,3,5,7,9,11,13,15-octaene 1,9- and 1,10-dioxides; 1,5,9,13-tetraoxide and its crystal structure/ Eman V.A., Sukhanov M.S., Lebedev O.V., Batog L.V., Konstantinova L.S., Rozhkov V.Yu., Dekaprilevich M.O., Struchkov Yu.T., Khmel'nitskii L.I. //Mendeleev Communications, 1997. No.l. P. \-46.

9. Максимов Ю.Я. Термический распад гексогена и октогена/ Ю.Я Макси-мов.//Теория взрывчатых веществ: Труды РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: Высшая школа, 1967. No. 53. С. 73-84.

10. Robertson A.I.В. The Thermal decomposition of explosives. II: Cyclotrimethylenetrinitramine and cyclotetramethylenetetranitramine/ Robertson A.I.B.//Trans. Faraday Soc., 1949. Vol.45. P. 85-93.

УДК 543.41, 543.422, 543.42.061, 662.237

E.B. Веселова, M.B. Дьяков, В.JI. Збарский

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ. I. АНАЛИЗ ПОЛИНИТРОАРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

The comparative spectrophotometric study of the interaction of 1,3,5-trinitrobenzene and 2,4,6-trinitrotoluene with various organic and anorganic bases is executed. The absorption characteristics of some complexes were determined. The effective reagent systems for definition of the trace of polynitroaromatic compounds were chosen. The limit of detection is 1-10 mkg/ml.

Проведено сравнительное спектрофотометрическое исследование взаимодействия 1,3,5-тринитробензола и 2,4,6-тринитротолуола с различными органическими и неорганическими основаниями. Определены максимумы поглощения и коэффициенты экстинкции для ряда комплексов. Выбраны наиболее эффективные системы реагентов для определения следовых количеств полинитроароматических соединений. Предел обнаружения составляет 110 мкг/мл.

Введение. Определение полинитроароматических соединений (ПНАС) основано на цветных реакциях с участием самих ПНАС или продуктов их превращений. Реакции ПНАС весьма разнообразны. Большинство из них вступают в реакции с участием нитрогруппы - замещения, восстановления, азосочетания, образуя при этом различные продукты. Кроме того, в отличие от мононитропроизводных, ПНАС дают окрашенные комплексы с основаниями. Наличие двух и более нитрогрупп в ароматическом ядре повышает реакционную способность соединений по отношению к неорганическим основаниям и аминам. В литературе описано большое число цветных реакций ди- и тринитрозамещенных ароматических соединений, основанных на образовании комплексов с растворами органических и неорганических оснований.

Полинитробензолы легко вступают в реакции с алкоголятами щелочных металлов, давая окрашенные комплексные аддукты, детально изу-

ченные Мейзенгеймером. Абсорбционные спектры 1,3,5-тринитробензола (ТНБ) в реакциях с №ОН/вода и СНЗСЖа/метанол в среде диметилформа-мида (ДМФА) имеют поглощение в области 430 нм [Библиографическая ссылка].

Реакция Яновского заключается в обработке разбавленных растворов ди- и тринитроароматических соединений в ацетоне концентрированным раствором КОН или №ОН. При этом раствор приобретает интенсивную окраску, специфичную для определенного нитросоединения. Абсорбционные спектры замещенных ди- и тринитробензолов в реакции Яновского имеют максимумы поглощения в областях 505-570 и 610-650 нм. Эта реакция используется для обнаружения динитрозамещённых ароматических углеводородов в мононитросоединениях и количественного анализа полинитросо-единений, в частности, фотоколориметрического определения примесей 2,4,6-тринитротолуола (ТНТ) в динитротолуоле.

Аналогично реакции Яновского протекает реакция Циммермана, в которой в качестве основания участвует этанольный раствор гидроксида калия или натрия или раствор алкоксида натрия, при этом молярное соотношение ПНАС и ацетона обычно не превышает 1, в то время как в реакции Яновского используется большой по отношению к нитросоединению молярный избыток кетона.

В реакции Яновского щелочь можно заменить на аммиак или органические основания, например, гидроокисями тетраалкиламмония. Если эту реакцию проводить не в ацетоне, а в ДМФА, то в таких условиях по сравнению с классической реакцией Яновского реагирует гораздо большее число нитросоединений, включая и мононитросоединения. Образующиеся комплексы имеют поглощение в интервале от 460 до 520 нм [13].

О взаимодействии нитроароматических соединений с аминами с образованием окрашенных комплексов известно уже давно. 1,3,5-тринитробензол легко образует окрашенные комплексы с ароматическими аминами, комплексы некоторых динитроароматических соединений с ди-этиламином в среде диметилсульфоксида (ДМСО) описаны Хеотисом и Ка-веттом. Подробно изучались и комплексы ПНАС с этилендиамином. Так проводилось спектрометрическое изучение физико-химических свойств комплексов ТНТ с аминами в среде ДМСО на примере этилендиамина, изо-пропиламина, бис(3-аминопропил)амина и тетраэтиленпентаамина.

Обсуждение результатов. По данным предварительных экспериментов мы выбрали для исследований основания №ОН, N144014 и метилтри-этиламмоний гидроксид (МТЭАГ) и амины 1,2-этилендиамин (ЭДА) и 1,6-гексаметилендиамин (ГМДА). В качестве растворителей мы использовали ацетон, этанол и ДМСО, а в качестве объектов исследования мы взяли два наиболее известных соединения из числа нитроароматических ВВ - ТНТ и ТНБ.

Взаимодействие ТНТ и ТНБ с №ОН и МТЭАГ как в ацетоне, так и в этаноле приводит к быстрому появлению интенсивной окраски, сиренево-лиловой для ТНТ и оранжево-красной для ТНБ, а реакция с N144014 в спирте происходит медленно, и окраска растворов появляется постепенно, в тече-

ние примерно 30 мин.

Характерное окрашивание растворов ПНАС наблюдается и при добавлении аминов - ЭДА и ГМДА. Растворы ТНТ и ТНБ в ацетоне или ДМСО при добавлении ЭДА или ГМДА приобретают насыщенные лилово-красный и кроваво-красный цвета соответственно.