3,3'-二氨基-2,2',4,4',6,6'-六硝基聯苯

3,3'-二氨基-2,2',4,4',6,6'-六硝基聯苯
	IUPAC名; 3-(3-amino-2,4,6-trinitrophenyl)-2,4,6-trinitroaniline; 3,3'-二氨基-2,2',4,4',6,6'-六硝基聯苯
別名	DIPAM; 六硝基聯苯胺; 二苦胺
識別
CAS號	17215-44-0
PubChem	87004
ChemSpider	78479
SMILES	C1=C(C(=C(C(=C1[N+](=O)[O-])N)[N+](=O)[O-])C2=C(C(=C(C=C2[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-])N)[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-];
InChI	1S/C12H6N8O12/c13-9-5(17(25)26)1-3(15(21)22)7(11(9)19(29)30)8-4(16(23)24)2-6(18(27)28)10(14)12(8)20(31)32/h1-2H,13-14H2;
InChIKey	QTYYIZYAWHBAHQ-UHFFFAOYSA-N
性質
化學式	C12H6N8O12
摩爾質量	454.22 g·mol⁻¹
外觀	黃色針狀晶體
密度	1.79g/cm3
熔點	306°C
溶解性	不溶於甲苯和二甲苯; 微溶於氯仿; 溶於丙酮、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、硝酸
熱力學
ΔfHm⦵298K	-28.45kJ·mol-1
ΔcHm⦵	-5551.3kJ·mol-1
爆炸性
爆速	7490m/s（1.79g/cm3）
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

3,3'-二氨基-2,2',4,4',6,6'-六硝基聯苯（代號：DIPAM）是一種聯苯型耐熱炸藥，可用於裝填導爆索和切割索，是美軍的許用傳爆藥之一，目前關於該藥的信息主要來自美國海軍部下屬機構的早期實驗。

物理性質

DIPAM晶體屬單斜晶系，β=95°3'。通過丙酮-乙醇溶劑體系重結晶製得的DIPAM粒徑一般為10至30微米，散裝密度^{[註 1]}為0.26至0.5g/ml，加速濃縮可進一步降低粒徑和散裝密度，但會造成產品流散性下降，進而導致小口徑容器裝填困難並引發揚塵問題^[4]。

DIPAM在丙酮、四氫呋喃、1,4-二噁烷、硝基苯、二甲基甲酰胺中的溶解度依次遞增。使用上述溶劑重結晶得到的產品一般為細針狀或薄片狀結晶，產率較低且真空安定性存在缺陷。使用四氫呋喃與甲苯、四氯化碳、二甲苯或硝基苯組成二元體系，或是採用丙酮-乙酸、丙酮-四氯化碳、二噁烷-甲苯、二噁烷-二甲苯二元體系進行重結晶操作則能得到較大的柱狀結晶，散裝密度可達0.77g/ml^[4]。

DIPAM熱穩定性能較好，其在210°C環境下放置48小時無失重，在290°C環境下依然能夠較穩定工作^[3]。相較於TATB、HNS等常用耐熱炸藥，DIPAM在較高溫度下表現出特殊性質，其熱穩定性能在藥塊體積較小或封閉環境下表現更佳，但該特性的成因尚無定論^[5]。

製備工藝

DIPAM可通過多種方法製得，但每種方法均存在一定缺陷^[6]^[7]。

第一種方法以間溴甲苯為原料，經硝硫混酸處理以在苯環上取代上三個硝基，該步驟產率約為86%。隨後加入活性銅粉進行烏爾曼反應形成聯苯結構，經重結晶處理後產率約為77%。在提純後的產物中加入重鉻酸鈉、硫酸及硝酸，可使苯環上的甲基轉化為羥基，產率約為75%。再將產物與吡啶及過量三氯氧磷反應，以88%收率獲得二氯六硝基聯苯，最終在10°C下加入氨的乙醇溶液反應，經丙酮-乙醇溶劑重結晶，即可製得DIPAM，全流程產率約為39.4%^[6]^[7]。

第二種方法以3-溴苯胺（俄語：3-броманилин）為原料，與氯甲酸甲酯和碳酸鈉反應以將酯基結構引入氨基，產率約為82%。隨後通入硝硫混酸引入硝基，再在150°C下加入活性銅粉發生烏爾曼反應得到聯苯結構，最終加入硫酸水解得到DIPAM。該方法在烏爾曼反應步驟存在缺陷，容易發生副反應並生成大量其他物質^[7]。

第三種方法以3-氨基苯甲醚（英語：m-Anisidine）為原料，經桑德邁爾反應得到3-溴苯甲醚（維基數據所列：Q27269080），產率約為75%。隨後加入硝硫混酸以引入3個硝基，產率約為74%，如進行重結晶則產率上升至88%。之後再進行烏爾曼反應及氨化操作即可得到DIPAM，兩步產率分別為78%和91%。相較於其他2種方法，該流程產率較高且產品純淨，是DIPAM的主流製備方法^[7]。

爆炸性能

DIPAM的氧平衡為-52.84%，屬負氧平衡炸藥^{[註 2]}。其爆熱為5900kJ/kg，爆壓24.2GPa，密度1.79g/cm³時爆速7490m/s^[1]^[2]。

應用

DIPAM曾用於裝填F-15戰鬥機和F-111戰鬥轟炸機所用逃生部件的導爆索，在後續測試中，該藥表現出良好的熱穩定性和長貯安定性^{[註 3]}，被認為可適當增加服役期限和儲存壽命^[8]。此外，在50小時高溫環境測試中，裝填DIPAM的導爆索耐熱性能明顯優於裝填HNS的導爆索^[9]。

注釋

^ 即單位溶劑中所含DIPAM質量。
^ 即炸藥分子中氧元素無法完全氧化其他元素，表現為爆炸放熱低於燃燒熱。
^ 即裝填DIPAM的部件在長時間儲存或服役後性能無明顯變化。

參考文獻

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^ ^3.0 ^3.1 韋愛勇 2014，第50頁.
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參考書籍

Koch, Ernst-Christian. High Explosives, Propellants, Pyrotechnics 1st English Edition. Berlin/Boston: Walter de Gruyter GmbH. 2021. ISBN 978-3-11-066052-4 （英語）.
韋愛勇. 单质与混合火工药剂. 哈爾濱: 哈爾濱工程大學出版社. 2014. ISBN 978-7-5661-0750-3 （中文（簡體））.
田德余; 趙鳳起; 劉劍洪. 含能材料及相关物手册. 北京: 國防工業出版社. 2011. ISBN 978-7-118-07785-8 （中文（簡體））.

[4] 即單位溶劑中所含DIPAM質量。

[9] 即炸藥分子中氧元素無法完全氧化其他元素，表現為爆炸放熱低於燃燒熱。

[10] 即裝填DIPAM的部件在長時間儲存或服役後性能無明顯變化。

[FOOTNOTE田德余;_赵凤起;_刘剑洪_2011358-359-1] 1.0 ^1.1 ^1.2 田德余; 趙鳳起; 劉劍洪 2011，第358-359頁.

[FOOTNOTEKoch2021257-2] 2.0 ^2.1 ^2.2 ^2.3 ^2.4 ^2.5 Koch 2021，第257頁.

[FOOTNOTE韦爱勇_201450-3] 3.0 ^3.1 韋愛勇 2014，第50頁.

[XVIII-5] 4.0 ^4.1 Oesterling, R.E.; Dacons, J.C. Heat Resistant Explosives XVIII. Recrystallization Techniques for Dipam (報告). Defense Technical Information Center. 1964. doi:10.21236/ad0354119 （英語）.

[XXI-6] Simmons, Herbert T. Heat Resistant Explosives. XXI. The thermal stability of DIPAM, 3,3'-Diamino-2,2',4,4;,6,6;-Hexanitrobiphenyl (報告). Defense Technical Information Center. 1965. doi:10.21236/ad0370578 （英語）.

[XIII-7] 6.0 ^6.1 Dacons, Joseph C.; Adolph, Horst G.; Kamlet, Mortimer J. Heat Resistant Explosives. XIII. Preparation and Properties of 3,3'- Diamino-2,2',4,4',6,6'- Hexanitrobiphenyl (DIPAM) (報告). Defense Technical Information Center. 1962. doi:10.21236/ad0331346 （英語）.

[XV-8] 7.0 ^7.1 ^7.2 ^7.3 Oesterling, Robert E.; Dacons, Joseph C.; Kaplan, Lloyd A. Heat Resistant Explosives. XV. Alternate Synthetic Routes to 3,3'-Diamino-2,2',4,4',6,6'-hexanitrobiphenyl, DIPAM (報告). Defense Technical Information Center. 1962. doi:10.21236/ad0334076 （英語）.

[Kayser1986-11] Kayser, Eleonore G. Chemical and photographic evaluation of rigid explosive transfer lines. Journal of Hazardous Materials. 1986, 13 (1): 39–50. ISSN 0304-3894. doi:10.1016/0304-3894(86)80004-8 （英語）.

[NASA-12] Bement, L. J.; Kayser, E. G.; Schimmel, M. L. Service life evaluation of rigid explosive transfer lines (報告). NASA Technical Reports. 1983 （英語）.

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[註 1]

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[註 2]

[註 3]

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