2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷,简称六硝基六氮杂异伍兹烷、HNIW,俗称CL-20,是具有笼型多环硝胺结构的一个高能量密度化合物,分子式为C6H6N12O12,为白色结晶。是目前已知能够实际应用的能量最高、威力最强大的非核单质炸药。它由美国的尼尔森(Nielson)博士于1987年首先制得,主要用作推进剂的组分。1998年,中国的化学家完成了该物质的合成。[1]
六硝基六氮杂异伍兹烷 | |||
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IUPAC名 2,4,6,8,10,12-hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazatetracyclo[5.5.0.05,9.03,11]dodecane 2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂四环[5.5.0.05,9.03,11]十二烷 | |||
英文名 | Hexanitrohexaazaisowurtzitane | ||
别名 | CL-20、HNIW | ||
识别 | |||
CAS号 | 135285-90-4 ![]() | ||
PubChem | 9889323 | ||
ChemSpider | 8064994 | ||
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | NDYLCHGXSQOGMS-UHFFFAOYSA-N | ||
ChEBI | 77327 | ||
性质 | |||
化学式 | C6N12H6O12 | ||
摩尔质量 | 438.1850 g·mol⁻¹ | ||
密度 | 2.044 g·cm-3 | ||
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
1987年,美国海军研究人员发明了一种威力强大的新型炸药,以开发该炸药的南加州基地命名,将其命名为“中国湖20号化合物”(CL-20)。[2]
CL-20 的穿透力和推进剂射程比二战 (WWII) 期间首次生产的美军主要炸药高出 40%。HNIW的氧平衡为-10.95%,最大爆速、爆压、密度等几个材料参数都优于HMX,能量输出比HMX高10-15%,自首次合成便引起了广泛关注。它在常温常压下有四种晶型:α-、β-、γ-及ε-晶型,其中以ε-晶型的结晶密度最大,最为实用。
HNIW有两个缺点限制了其应用:
- 生产成本昂贵,为工业化造成了阻碍。可通过改进或创造出新的合成路线来解决。
- 感度较高,安全性不佳。可通过改善结晶方式、结构及包覆钝感改善。
对HNIW的性能测试、合成路线及生产的研究。现在合成方法大多沿用尼尔森首次合成的线路:用苄胺与乙二醛缩合生成六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW),脱苄生成乙酰基或其他前体官能团取代物,接着硝解得到α-及γ-晶型,最后转晶为ε-CL-20。
也有很多新路线,如用2-氨甲基噻吩、2-氨甲基呋喃等其他伯胺代替苄胺,用乙二酸酯或乙二酰胺衍生物代替乙二醛,以及省去脱苄一步,等等。
参见
- 八硝基立方烷
- 四硝基立方烷
- 2,4,6-三(三硝基甲基)-1,3,5-三嗪