Hexanitroazobenzol

Strukturformel
Allgemeines
Name	Hexanitroazobenzol
Andere Namen	HNAB; 2,2′,4,4′,6,6′-Hexanitroazobenzol; Bis(2,4,6-trinitrophenyl)diazen; Dipicryldiazen;
Summenformel	C12H4N8O12
Kurzbeschreibung	orangerote Kristallnadeln[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	242-850-7
ECHA-InfoCard	100.038.939
PubChem	519640
ChemSpider	453267
Wikidata	Q81993038
Eigenschaften
Molare Masse	452,2 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,799 g·cm−3 (Polymorph I)[2]; 1,750 g·cm−3 (Polymorph II)[2]; 1,703 g·cm−3 (Polymorph III)[2];
Schmelzpunkt	221–222 °C[2]
Löslichkeit	löslich in Aceton, Butyrolacton, N,N-Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Ethylacetat, N-Methylpyrrolidon, Pyridin[3]; schwer löslich in Chloroform, Benzol, Wasser, Ethanol[3]; nahezu unlöslich in Tetrachlorkohlenstoff, Diethylether[3];
Sicherheitshinweise
	GHS-Gefahrstoffkennzeichnung; keine Einstufung verfügbar[4]
	GHS-Gefahrstoffkennzeichnung; keine Einstufung verfügbar[4]
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Hexanitroazobenzol (HNAB) ist ein temperaturbeständiger Explosivstoff. Er besitzt eine höhere Sprengkraft als Hexanitrodiphenylamin (Hexyl).[1][5]

Gewinnung und Darstellung

Die Herstellung von Hexanitroazobenzol wurde erstmals im Jahre 1906 beschrieben.[6] Die Synthese geht von einer Umsetzung von Trinitrochlorbenzol mit Hydrazin aus. Das resultierende 1,2-Bis(2,4,6-trinitrophenyl)hydrazin wird dann mittels rauchender Salpetersäure zur Zielverbindung oxidiert. Eine effizientere Synthese erfolgt durch die Umsetzung des kommerziell besser verfügbaren 2,4-Dinitrochlorbenzol mit Hydrazin im ersten Schritt. Das resultierende 1,2-Bis(2,4-dinitrophenyl)hydrazin wird dann durch Nitriersäure im zweiten Schritt gleichzeitig zur Zielverbindung oxidiert und vollständig nitriert.[7][1]

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Hexanitroazobenzol bildet orangerote Kristalle.[1] Die Verbindung tritt in fünf polymorphen Kristallformen auf.[8] Die Kristallstruktur der Formen I, II und III ist monoklin. Allerdings unterscheiden sich die Raumgruppen mit P2₁/c für Form I, P2₁/a für Form II und P2₁ für Form III.[9][10] Die Formen I und III sind zwischen Raumtemperatur und 185 °C stabil, die Form II ist oberhalb von 185 °C bis zum Schmelzpunkt die stabile Kristallform. Die Formen IV und V wurden nur aus unterkühlten Schmelzen mittels Thermomikroskopie erhalten.[11] Eine DTA-Messung zeigt um 220 °C das endotherme Schmelzsignal und oberhalb von 300 °C eine stark exotherme Zersetzung.[3]

Explosionskenngrößen

Die Verbindung kann durch Schlag, Reibung, Feuer und andere Zündquellen zur Explosion gebracht werden[5] und fällt im Umgang unter das Sprengstoffgesetz.[12]

Tabelle mit wichtigen explosionsrelevanten Eigenschaften:
Sauerstoffbilanz	−49,5 %[1]
Stickstoffgehalt	24,78 %[1]
Normalgasvolumen	888 l·kg⁻¹[1]
Explosionswärme	4342 kJ·kg⁻¹ (H₂O (l)) 4288 kJ·kg⁻¹ (H₂O (g))[1]
Spezifische Energie	1192 kJ·kg⁻¹ (99,4 mt/kg)[1]
Bleiblockausbauchung	37,0 cm³·g⁻¹[2]
Schlagempfindlichkeit	5 Nm[2]
Reibempfindlichkeit	>355 N[2]
Detonationsgeschwindigkeit	7600 m·s⁻¹[2]

Verwendung

Es wird eine Verwendung in Boostern und zusammengesetzten Zündern empfohlen.[8]

Einzelnachweise

J. Köhler, R. Meyer, A. Homburg: Explosivstoffe. 10., vollständig überarbeitete Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32009-7, S. 159.
E.-C. Koch: High Explosives, Propellants, Pyrotechnics. Walter de Gruyter. Berlin / Boston 2021, ISBN 978-3-11-066052-4, S. 385–386.
B. M. Dobratz, P. C. Crawford: LLNL Explosives Handbook – Properties of Chemical Explosives and Explosive Simulants. Lawrence Livermore National Laboratory, University of California, Livermore, California, 94550, 31. Januar 1985, S. 19–57 bis 19–58 ia600901.us.archive.org (PDF; 19 MB).
Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
L. Roth, U. Weller-Schäferbarthold: Gefährliche Chemische Reaktionen - Potentiell gefährliche chemische Reaktionen zu über 1750 Stoffen. Eintrag für 2,2′,4,4′,6,6′-Hexanitroazobenzol, CD-ROM Ausgabe 12/2021, ecomed Sicherheit Landsberg/Lech, ISBN 978-3-609-48040-4.
E. Grandmougin; H. Leeman: Ueber Hexanitro-azobenzol in Chem. Ber. 39 (1906) 4384–4385, doi:10.1002/cber.190603904147.
J. P. Agrawal; R. D. Hodgson: Organic Chemistry of Explosives, John Wiley & Sons, Ltd. 2007, ISBN 978-0-470-02967-1, S. 160–162, 177.
Thomas M. Klapötke: Energetic Materials Encyclopedia. de Gruyter, Berlin / Boston 2021, ISBN 978-3-11-062681-0, S. 782–786.
E. J .Graeber, B. Morosin: The crystal structures of 2,2',4,4',6,6'-hexanitroazobenzene (HNAB), forms I and II. In: Acta Crystallographica. Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry. B30, Nr. 2, 1974, S. 310–317, doi:10.1107/S0567740874002731.
M. A. Rodriguez, C. F. Campana, A. D. Rae, E. Graeber, B. Morosin: Form III of 2,2′,4,4′,6,6′-hexanitroazobenzene (HNAB-III) In: Acta Crystallographica. Section C: Crystal Structure Communications. C61, Nr. 3, 2005, o127–o130, doi:10.1107/S0108270105000569.
W. C. McCrone: Crystallographic Study of Hexanitroazobenzene (HNAB). Sandia National Laboratories, Alberquerque, USA, 1967.
Sprengstoffgesetz, Anhang I, Liste der explosionsgefährlichen Stoffe (BGBl. 1975 I S. 853 PDF), auf die das Gesetz in vollem Umfang anzuwenden ist.

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[Explosivstoffe-1] J. Köhler, R. Meyer, A. Homburg: Explosivstoffe. 10., vollständig überarbeitete Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32009-7, S. 159.

[Koch-2] E.-C. Koch: High Explosives, Propellants, Pyrotechnics. Walter de Gruyter. Berlin / Boston 2021, ISBN 978-3-11-066052-4, S. 385–386.

[LLNL_Explosives_Handbook-3] B. M. Dobratz, P. C. Crawford: LLNL Explosives Handbook – Properties of Chemical Explosives and Explosive Simulants. Lawrence Livermore National Laboratory, University of California, Livermore, California, 94550, 31. Januar 1985, S. 19–57 bis 19–58 ia600901.us.archive.org (PDF; 19 MB).

[NV-4] Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.

[Roth_Weller_CD-ROM-5] L. Roth, U. Weller-Schäferbarthold: Gefährliche Chemische Reaktionen - Potentiell gefährliche chemische Reaktionen zu über 1750 Stoffen. Eintrag für 2,2′,4,4′,6,6′-Hexanitroazobenzol, CD-ROM Ausgabe 12/2021, ecomed Sicherheit Landsberg/Lech, ISBN 978-3-609-48040-4.

[Grandmougin-6] E. Grandmougin; H. Leeman: Ueber Hexanitro-azobenzol in Chem. Ber. 39 (1906) 4384–4385, doi:10.1002/cber.190603904147.

[Hodgson-7] J. P. Agrawal; R. D. Hodgson: Organic Chemistry of Explosives, John Wiley & Sons, Ltd. 2007, ISBN 978-0-470-02967-1, S. 160–162, 177.

[Energetic_Materials_Encyclopedia-8] Thomas M. Klapötke: Energetic Materials Encyclopedia. de Gruyter, Berlin / Boston 2021, ISBN 978-3-11-062681-0, S. 782–786.

[Graeber1-9] E. J .Graeber, B. Morosin: The crystal structures of 2,2',4,4',6,6'-hexanitroazobenzene (HNAB), forms I and II. In: Acta Crystallographica. Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry. B30, Nr. 2, 1974, S. 310–317, doi:10.1107/S0567740874002731.

[Graeber2-10] M. A. Rodriguez, C. F. Campana, A. D. Rae, E. Graeber, B. Morosin: Form III of 2,2′,4,4′,6,6′-hexanitroazobenzene (HNAB-III) In: Acta Crystallographica. Section C: Crystal Structure Communications. C61, Nr. 3, 2005, o127–o130, doi:10.1107/S0108270105000569.

[McCrone-11] W. C. McCrone: Crystallographic Study of Hexanitroazobenzene (HNAB). Sandia National Laboratories, Alberquerque, USA, 1967.

[SprengG-12] Sprengstoffgesetz, Anhang I, Liste der explosionsgefährlichen Stoffe (BGBl. 1975 I S. 853 PDF), auf die das Gesetz in vollem Umfang anzuwenden ist.