Tetranitrato de pentaeritritol, Historia, Propiedades, Producción, Uso de explosivos, El uso médico





Tetranitrato de pentaeritritol, también conocido como PENT, PENTA, diez, corpent, pentrita, es el éster de nitrato de pentaeritritol. Penta se refiere a los cinco átomos de carbono del esqueleto neopentano.

PETN es más conocido como un explosivo. Es uno de los más poderosos explosivos altos conocidos, con un factor de eficacia relativa de 1,66.

PETN se mezcla con un plastificante forma un explosivo plástico. Como una mezcla con RDX y otros aditivos menores, que forma otro explosivo plástico Semtex, así llamado. El compuesto fue descubierto en las bombas utilizadas por el terrorista del zapato 2001, en el día de Navidad de 2009 complot de la bomba, y en el avión de carga complot 2010. El 7 de septiembre de 2011, una bomba se sospecha que ha usado PETN explotó cerca de la Corte Superior de Delhi en la India afirmando 13 vidas e hiriendo a más de 70.

También se utiliza como un fármaco vasodilatador para tratar ciertas enfermedades del corazón, como para el tratamiento de la angina.

Historia

Pentrita fue sintetizada por primera vez en 1891 por Bernhard Tollens y P. Wigand por nitración del pentaeritritol. La producción de PETN se inició en 1912, cuando fue patentado por el gobierno alemán. PETN fue utilizado por el ejército alemán en la Primera Guerra Mundial I.

Propiedades

El PETN es prácticamente insoluble en agua, débilmente solubles en disolventes no polares comunes, tales como hidrocarburos alifáticos o tetraclorometano, pero solubles en algunos otros disolventes orgánicos, en particular en acetona y dimetilformamida. PETN forma mezclas eutécticas con algunos compuestos nitro aromáticos líquido o fundido, por ejemplo, trinitrotolueno o tetril. Debido a su estructura altamente simétrica, PETN es resistente al ataque de muchos reactivos químicos, sino que no se hidroliza en agua a temperatura ambiente o en soluciones acuosas alcalinas débiles. Agua a 100 º C o por encima provoca la hidrólisis de dinitrato; presencia de ácido nítrico 0,1% acelera la reacción. La adición de TNT y otros derivados nitro aromático baja estabilidad térmica de PETN.

La estabilidad química de PETN es de interés, debido a la utilización de PETN en el envejecimiento de los arsenales de armas. Una revisión ha sido publicado. La radiación de neutrones degrada PETN, produciendo dióxido de carbono y algo de dinitrato de pentaeritritol y trinitrato. La radiación gamma aumenta la sensibilidad de la descomposición térmica de PETN, disminuye el punto de fusión de unos pocos grados centígrados, y causa inflamación de las muestras. Al igual que otros ésteres de nitrato, el mecanismo de degradación primaria es la pérdida de dióxido de nitrógeno; esta reacción es autocatalítica .. Los estudios se llevaron a cabo durante la descomposición térmica de PETN.

En el medio ambiente, PETN sufre biodegradación. Algunas bacterias denitrate PETN a trinitrato y luego dinitrato, que es entonces más degradada. PETN tiene baja volatilidad y baja solubilidad en agua, y por lo tanto tiene una baja biodisponibilidad para la mayoría de los organismos. Su toxicidad es relativamente bajo, y su absorción transdérmica también parece ser baja. Supone una grave amenaza para los organismos acuáticos. Puede ser degradado a pentaeritritol por el metal de hierro.

Producción

La producción es mediante la reacción de pentaeritritol con ácido nítrico concentrado para formar un precipitado que puede ser recristalizado a partir de acetona para dar cristales procesables.

 C4 4 HNO3? C4 4 H2O

Las variaciones de un método publicado por primera vez en la patente de EE.UU. 2.370.437 por Acken Vyverberg y constituye la base de toda la producción comercial actual.

PETN es fabricado por numerosos fabricantes como un polvo sobre la consistencia de las palomitas de maíz sal fina, o junto con nitrocelulosa y plastificante como hojas plastificadas delgadas. Residuos de PETN son detectables fácilmente en el cabello de las personas que manejan. La mayor retención de residuos en el pelo negro, y algunos residuos siguen presentes incluso después del lavado.

Uso de explosivos

El uso más común de PETN es como un explosivo con alta potencia rompedora. Es más difícil que para detonar explosivos primarios, por lo que dejar caer o encender por lo general no causará una explosión, pero es más sensible a los golpes y la fricción que otros explosivos secundarios tales como TNT o tetril. Bajo ciertas condiciones, se puede producir una transición de deflagración a detonación.

Rara vez se usa sola, sino que se utiliza principalmente en el refuerzo y explosiones cargos de munición de pequeño calibre, en los cargos superiores de los detonadores en algunas minas y proyectiles, y como el núcleo explosivo de cordón detonante. El PETN es el menos estable de los explosivos militares comunes, pero puede ser almacenado sin deterioro significativo durante más tiempo que la nitroglicerina o nitrocelulosa.

Durante la Segunda Guerra Mundial, PETN se utilizó sobre todo en detonadores de explosión-bridgewire para las bombas atómicas. Estos detonadores explosión-bridgewire dieron detonación más precisa, en comparación con Primacord. PETN se utilizó para estos detonadores porque era más seguro que los explosivos primarios, como azida de plomo: mientras que era sensible, no sería detonar por debajo de un umbral de cantidad de energía. Bridgewires Exploding contienen PETN permanecen utilizados en armas nucleares actuales. En los detonadores de chispa, PETN se utiliza para evitar la necesidad de explosivos primarios; la energía necesaria para una iniciación directa con éxito de PETN por una corriente eléctrica rangos de chispa entre 10-60 mJ.

Sus características básicas de explosión son:

  • Explosión de energía: 5810 kJ/kg, por lo que 1 kg de PETN tiene la energía de 1,24 kg de TNT.
  • Velocidad de detonación: 8350 m/s, 7.910 m/s, 7.420 m/s, 8.500 m/s
  • Volumen de los gases producidos: 790 dm3/kg
  • Temperatura Explosion: 4230 C
  • Equilibrio de oxígeno: -6,31 átomo -g/kg
  • Punto de fusión: 141,3 C, 140-141 C
  • Trauzl prueba de bloque de plomo: 523 cm3
  • Diámetro crítico: 0,9 mm de PETN a 1 g/cm3, más pequeña para una mayor densidad

En mezclas

PETN se utiliza en un número de composiciones. Es un ingrediente importante del explosivo plástico Semtex. También se utiliza como un componente de pentolita, una mezcla 50/50 con TNT, una carga hueca de 8 onzas de pentolita, utilizados en los cohetes M9A1, puede penetrar hasta 5 pulgadas de armadura. El explosivo extruible XTX8003, que se utiliza en las cabezas nucleares W68 y W76, es una mezcla de 80% de PETN y 20% de Sylgard 182, un caucho de silicona. A menudo se Flematizado mediante la adición de 5-40% de cera, o por polímeros, de esta forma se utiliza en algunos proyectiles de cañón de hasta 30 mm de calibre, aunque inadecuados para calibres más altos. También se utiliza como un componente de algunos propulsante de artillería y propulsores para cohetes sólidos. PETN Nonphlegmatized se almacena y maneja con contenido de agua de aproximadamente 10%. PETN por sí sola no puede ser fundida, ya que se descompone explosivamente ligeramente por encima de su punto de fusión, pero puede ser mezclado con otros explosivos para formar mezclas moldeables.

PETN puede ser iniciado por un láser. Un impulso con una duración de 25 nanosegundos y 0.5-4.2 julios de energía procedente de un rubí Q-switched láser puede iniciar la detonación de una superficie de PETN recubierto con una capa de aluminio de 100 nm de espesor en menos de la mitad microsegundo.

PETN ha sido sustituido en muchas aplicaciones por RDX, que es térmicamente más estable y tiene vida útil más larga. PETN se puede utilizar en algunos tipos de aceleradores de carnero. La sustitución del átomo de carbono central con el silicio produce Si-PETN, que es extremadamente sensible.

El uso terrorista

 Artículo principal: terrorista del zapato, 2009 Christmas Day complot y 2010 avión de carga complot

En 1983, la "Maison de France" casa en Berlín fue llevado a un colapso casi total por la detonación de 24 kilos de pentrita por Johannes Weinrich terrorista.

En 1999, Alfred Heinz Reumayr utilizar PETN como la carga principal de sus catorce artefactos explosivos improvisados que se construye en un intento frustrado de dañar el Sistema de Oleoducto Trans-Alaska.

En el año 2001, miembro de al-Qaeda Richard Reid, el "terrorista del zapato", que se utiliza PETN en la suela de su zapatilla en su intento fallido de hacer estallar Airlines Vuelo 63 de American de París a Miami. Tenía la intención de utilizar el triperóxido triacetona sólida como un detonador.

En 2009, PETN se utilizó en un intento de al-Qaeda en la Península Arábiga para asesinar al saudí Viceministro del Interior, el príncipe Muhammad bin Nayef, de Arabia suicida Abdullah Hassan al Asiri. El objetivo sobrevivió y el atacante murió en la explosión. El PETN estaba oculto en el recto del atacante, que los expertos en seguridad describen como una técnica novedosa.

El 25 de diciembre de 2009, PETN fue encontrado en el interior de Umar Farouk Abdulmutallab, el "bombardero de la ropa interior", un nigeriano con vínculos con al-Qaeda en la Península Arábiga. De acuerdo con funcionarios policiales de Estados Unidos, que había intentado hacer estallar el vuelo 253 de Northwest Airlines mientras se aproximaba a Detroit desde Amsterdam. Abdulmutallab había intentado, sin éxito, para detonar alrededor de 80 gramos de PETN cosido en su ropa interior, añadiendo líquido de una jeringa, sin embargo, sólo un pequeño incendio ocasionó.

En el al-Qaeda en la Península Arábiga octubre 2010 avión de carga complot, se encontraron dos cartuchos de impresora PETN llenas en el aeropuerto de East Midlands y en Dubai en los vuelos con destino a los EE.UU. en una punta de la inteligencia. Ambos paquetes contenían bombas sofisticadas ocultos en cartuchos de impresora de ordenador lleno de PETN. La bomba se encuentra en Inglaterra, contenía 400 gramos de pentrita, y la que se encuentra en Dubai contenía 300 gramos de pentrita. Hans Michels, profesor de ingeniería de la seguridad en el University College de Londres, dijo a un periódico que 6 gramos de pentrita "- alrededor de 50 veces menos de lo que se utiliza - serían suficientes para abrir un agujero en una placa de metal doble del espesor de la piel de un avión." En contraste, de acuerdo con un experimento realizado por un equipo documental de la BBC diseñado para simular atentado el día de Navidad de Abdulmutallab, utilizando un avión Boeing 747, incluso 80 gramos de pentrita no era suficiente para dañar materialmente el fuselaje del avión.

Detección

A raíz de terroristas parcelas bomba PETN, un artículo en Scientific American en cuenta que aunque se proyectó toda la carga, PETN es difícil de detectar, ya que tiene una presión de vapor muy baja a temperatura ambiente, es decir, muy poco de él se mete en el aire alrededor de la bomba, donde puede ser detectado. El diario Los Angeles Times señaló en noviembre de 2010 que, debido a que sus moléculas más estables y más bajos de vapor, es más difícil de detectar por los perros detectores de bombas y la traza hisopos luego utilizada por la Administración de Seguridad del Transporte de EE.UU..

Muchas tecnologías pueden ser utilizadas para detectar PETN, un número de los cuales se han aplicado en aplicaciones de cribado públicas, principalmente para el transporte aéreo. PETN es sólo uno de una serie de sustancias químicas explosivas típicamente de interés en esa área, y pertenece a una familia de productos químicos a base de nitrato de explosivos comunes que a menudo pueden ser detectados por las mismas pruebas.

Una de las tecnologías, los detectores que hisopos de prueba borrados de los pasajeros y su equipaje en busca de rastros de explosivos, se reserva generalmente para los viajeros que se cree que merecen un examen adicional. Un segundo tipo de máquina, los escáneres de cuerpo entero de imágenes, uso de ondas electromagnéticas de radiofrecuencia de baja intensidad de los rayos X o rayos T de frecuencia de terahercios para detectar objetos bajo la ropa, estos dispositivos son de disponibilidad limitada debido al costo, grupos de privacidad preocupaciones de la industria acerca de los cuellos de botella 'oposición y.

Ambas parcelas en el avión de carga complot 2010 fueron una radiografía de las bombas sin ser visto. Qatar Airways dijo que la bomba PETN "no puede ser detectado por cribado radiografía o perros rastreadores entrenados". La Bundeskriminalamt recibió copias de las radiografías Dubai, y un investigador dijo que el personal alemán no habría identificado la bomba tampoco. Nuevos procedimientos de seguridad de los aeropuertos siguieron en los EE.UU., en gran parte para proteger contra PETN.

El uso médico

Al igual que la nitroglicerina y otros nitratos, PETN también se usa médicamente como un vasodilatador en el tratamiento de enfermedades del corazón. Estos fármacos funcionan mediante la liberación de la óxido nítrico gas de señalización en el cuerpo. El Lentonitrat medicamento para el corazón es PETN casi puro.

Supervisión del uso oral de la droga por los pacientes se ha realizado mediante la determinación de los niveles plasmáticos de varios de sus productos de hidrólisis, el dinitrato de pentaeritritol, el mononitrato de pentaeritritol y pentaeritritol, en el plasma utilizando la espectrometría de masa-cromatografía de gas.