Trinitromethan
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
Trinitromethan wurde zuerst 1857 in Form seines Ammoniumsalzes durch Leon Nikolajewitsch Schischkow hergestellt. Im Jahr 1918 wurde eine Synthese durch die kombinierte Oxidation und Nitrierung von Ethin mit Salpetersäure entwickelt<ref> K.J.P. Orton: B.P. 125.000 (1918)</ref><ref>Vorlage:Cite journal</ref>, die eine industrielle Herstellung erlaubt.<ref name="Wetterholm">Vorlage:Cite journal</ref><ref name="Explosivstoffe">Josef Köhler, Rudolf Meyer, Axel Homburg: Explosivstoffe. 10. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32009-7.</ref> Hierbei werden die beiden Reaktanden in einem Rohrreaktor im Gegenstromprinzip umgesetzt.<ref name="Wetterholm"/> Im Labor kann es ebenfalls durch Hydrolyse von Tetranitromethan unter milden basischen Bedingungen gewonnen werden.<ref>Vorlage:Cite journal</ref> Auch die Herstellung durch Reaktion von Salpetersäure mit Isopropylalkohol ist möglich.<ref name="US4122124">Vorlage:Patent</ref> Das Ammoniumsalz entsteht bei der Einwirkung von Wasser oder Alkohol auf Trinitroacetonitril.<ref name="RE">Richard Escales; Nitrosprengstoffe, S. 200, ISBN 978-3-8330-0114-7.</ref>
Eigenschaften
Trinitromethan ist eine starke Säure.<ref>Vorlage:Cite journal</ref> Die farblose freie Säure ist instabil, das intensiv gelbe Anion (NO2)3C− in wässriger Lösung stabil.<ref>Vorlage:Cite journal</ref> 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.<ref>Vorlage:Cite journal</ref> Das 1H-NMR-Spektrum zeigt nur ein einziges Signal bei 7,52 ppm für die C-H-Funktion.<ref name="Hofmann">Vorlage:Cite journal</ref> In der Reihe der Nitromethane ist dies die größte Verschiebung gegenüber Methan mit 0,33 ppm, Nitromethan mit 4,28 ppm und Dintromethan mit 6,10 ppm.<ref name="Hofmann"/><ref>Vorlage:Literatur</ref>
Datei:Trinitromethane tautomerism.svg
Mittels DSC wurde ab 128 °C eine stark exotherme Zersetzungsreaktion mit einer Zersetzungswärme von −502 kJ·mol−1 bzw. −3350 kJ·kg−1 gemessen.<ref name="Grewer">T. Grewer: Thermal Hazards of Chemical Reactions, Industrial Safety Series Vol. 4, Elsevier Amsterdam, 1994, ISBN 0-444-89722-4, S. 388.</ref>
Verwendung
Trinitromethan selbst kann nicht als sprengkräftige Substanz verwendet werden.<ref name="Explosivstoffe"/> Es dient aber als Ausgangssubstanz zur Herstellung von Sprengstoffen und Treibstoffen.<ref name="US4122124" /> Die Umsetzung mit Formaldehyd ergibt das Trinitroethanol, von welchem sich die sprengkräftigeren Verbindungen Di(2,2,2-trinitroethyl)harnstoff und Di(2,2,2-trinitroethyl)nitramin ableiten lassen.<ref name="Explosivstoffe"/>
Sicherheitshinweise
Trinitromethan explodiert bei raschem Erhitzen heftig.<ref name="RE" /> Auch Lösungen mit einem Wassergehalt von weniger als 55 % können sich noch explosiv zersetzen.<ref name="Wetterholm"/>
Einzelnachweise
<references />