Tetryl

Strukturformel
Allgemeines
Name	Tetryl
Andere Namen	CE; N-Methyl-N-2,4,6-tetranitroanilin; Trinitrophenylmethylnitramin; Methylpikrylnitramin; Tetralit;
Summenformel	C7H5N5O8
Kurzbeschreibung	gelbliche monokline geruchlose Kristalle[1][2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	207-531-9
ECHA-InfoCard	100.006.848
PubChem	10178
ChemSpider	9770
Wikidata	Q409753
Eigenschaften
Molare Masse	287,15 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,57 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	129,4 °C[2]
Siedepunkt	187 °C Zersetzung[2]
Löslichkeit	sehr schlecht in Wasser, Ethanol und Diethylether[1]; mäßig in Aceton und Benzol[1];
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 201‐331‐311‐301‐373
	P: 210‐303+361+353‐305+351+338‐361‐405‐501 [4]
MAK	nicht festgelegt, da Verdacht auf krebserzeugende Wirkung[2]; Schweiz: 1,5 mg·m−3 (gemessen als einatembarer Staub)[5];
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Tetryl (N-Methyl-N-2,4,6-tetranitroanilin) ist eine energiereiche aromatische Nitroverbindung. Der Stoff aus der Gruppe der Nitramine hatte früher zur Herstellung von Sprengzündern große Bedeutung, ist heute jedoch weitgehend durch besser geeignete Verbindungen ersetzt.

Gewinnung und Darstellung

Tetryl lässt sich durch Nitrierung von Methylanilin oder Dimethylanilin in Gegenwart von Schwefelsäure erhalten.[6] Geeigneter ist die Herstellung aus Dinitromethylanilin, das durch Kondensation von Methylamin und 2,4-Dinitrochlorbenzol zugänglich ist. Die Nitrierung von 2,4-Dinitromethylanilin in Dichlorethan mit einer Mischung von Salpeter- und Schwefelsäure ergibt gute Tetryl-Ausbeuten.

Eigenschaften

Tetryl bildet im reinen Zustand fast farblose Kristalle, die sich im Licht schnell hellgelb färben. Das technische Produkt ist intensiv gelb. Die Verbindung schmilzt bei 129,5 °C mit einer Schmelzenthalpie von 22,93 kJ·mol⁻¹.[7] Es reagiert mit wässrigem Basen unter Abspaltung der Methylnitramingruppe. Deshalb können restliche Säurespuren im Rohprodukt nur durch sorgfältige Umkristallisation entfernt werden.

Tetryl ist in Wasser unlöslich, wenig löslich in Ethanol und Diethylether, besser löslich in Aceton oder Benzol.[6] Die Schmelze besitzt einen Flammpunkt von 150 °C.[8] Es reizt die Atemwege und verursacht Sensibilisierung, Kontaktdermatitis und Gelbfärbung der Haut.

Explosionskenngrößen

Die Verbindung ist im trockenen Zustand durch Schlag, Reibung, Wärme und andere Zündquellen besonders explosionsgefährlich[8] und fällt im Umgang unter das Sprengstoffgesetz.[9] Wichtige Explosionskennzahlen sind:

Tabelle mit wichtigen explosionsrelevanten Eigenschaften:
Sauerstoffbilanz	−47,4 %[6]
Stickstoffgehalt	24,39 %[6]
Normalgasvolumen	939 l·kg⁻¹[6]
Explosionswärme	4251 kJ·kg⁻¹ (H₂O (l)) 4153 kJ·kg⁻¹ (H₂O (g))[6]
Spezifische Energie	1213 kJ·kg⁻¹ (123,7 mt/kg)[6]
Bleiblockausbauchung	41,0 cm³·g⁻¹[6]
Detonationsgeschwindigkeit	7850 m·s⁻¹[6]
Stahlhülsentest	Grenzdurchmesser 6 mm[6]
Schlagempfindlichkeit	3 Nm[6]
Reibempfindlichkeit	353 N Stiftbelastung Reaktion[6]
Explosionstemperatur	180–190 °C[8]
Verpuffungspunkt	185–195 °C[8]

Die Kinetik der thermischen Zersetzung wurde im Temperaturbereich von 211 °C und 2604 °C für die Schmelze untersucht.[10] Der Zersetzungsverlauf kann mit einem Zeitgesetz erster Ordnung beschrieben werden. Die Aktivierungsenergie beträgt 160,77 kJ·mol⁻¹, der Arrheniusfaktor 2,51·10¹⁵ s⁻¹.[10]

Verwendung

Tetryl wurde hauptsächlich für Detonatoren, Sprengkapselfüllungen, Zwischenzündladungen und Sprengschnüre verwendet. Es war in der erstarrten Schmelze mit TNT der erste hochbrisante Sprengstoff, der im Ersten Weltkrieg zuerst von Deutschland als Ladung in Artilleriegeschossen und Torpedos eingesetzt wurde. Die Substanz ist heute durch Hexogen und Pentrit ersetzt worden, weil diese neben einer etwas größeren Brisanz auch weniger toxisch bei billigerer Herstellung sind, obwohl beide geringfügig schlagempfindlicher sind.

Einzelnachweise

Eintrag zu Tetryl. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 28. Dezember 2014.
Eintrag zu N-Methyl-2,4,6-N-tetranitroanilin in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 21. Februar 2017. (JavaScript erforderlich)
Eintrag zu N-methyl-N,2,4,6-tetranitroaniline im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
lgcstandards: U-NAIM-833E-1 (PDF; 159 kB)
Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 479-45-8 bzw. Tetryl), abgerufen am 2. November 2015.
J. Köhler, R. Meyer, A. Homburg: Explosivstoffe. 10., vollst. überarb. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32009-7, S. 287.
G. Krien, H. H. Licht, J. Zierath: Thermochemical investigation of nitramines. In: Thermochim. Acta. 6, 1973, S. 465–472.
L. Roth, U. Weller: Gefährliche Chemische Reaktionen, Eintrag für Tetryl, Stand 56. Ergänzungslieferung 11/2008, ecomed Verlag Landsberg/Lech, ISBN 978-3609195872.
Sprengstoffgesetz, Anhang I, Liste der explosionsgefährlichen Stoffe (BGBl. 1975 I S. 853), auf die das Gesetz in vollem Umfang anzuwenden ist.
A. J. B. Robertson: The thermal decomposition of explosives. Part I. Ethylenedinitramine and tetryl. In: Trans. Faraday Soc. 44, 1948, S. 677–682, doi:10.1039/TF9484400677.

Literatur

Kast: Zeitschr. Ges. Sch. Spr. 445 (1912)
C. J. Bain: Army Ordnance. 6, 435 (1926)
G. Desseigne: Mém. Poudres. 28, 1938, S. 156–170.
R. C. Elderfield: Study of the British Continuous Tetryl Process. Rept. 661, OSRD (1942)
J. Issoire, G. Burlet: Mém. Poudres. 39, 1957, S. 65–95, 40, 1958, S. 47–76.
Brit. Pat. 919,717 (Feb. 27, 1963; U.S. Appl.- Aug. 17, 1959, 9pp, U.S. Rubber Co.)
T. Urbanski: Chemistry and Technology of Explosives. Vol. 3, Pergamon Press, New York 1967, S. 40.
U.S. Military Spec. T-338C, USGPO, (1971)
A. Stettbacher: Die Schieß- und Sprengstoffe. 2. Auflage. Leipzig 1933.

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[roempp-1] Eintrag zu Tetryl. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 28. Dezember 2014.

[GESTIS-2] Eintrag zu N-Methyl-2,4,6-N-tetranitroanilin in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 21. Februar 2017. (JavaScript erforderlich)

[CLP_100.006.848-3] Eintrag zu N-methyl-N,2,4,6-tetranitroaniline im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.

[lgcstandards-4] standards: U-NAIM-833E-1 (PDF; 159 kB)

[5] Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 479-45-8 bzw. Tetryl), abgerufen am 2. November 2015.

[Explosivstoffe-6] J. Köhler, R. Meyer, A. Homburg: Explosivstoffe. 10., vollst. überarb. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32009-7, S. 287.

[7] G. Krien, H. H. Licht, J. Zierath: Thermochemical investigation of nitramines. In: Thermochim. Acta. 6, 1973, S. 465–472.

[Roth_Weller-8] L. Roth, U. Weller: Gefährliche Chemische Reaktionen, Eintrag für Tetryl, Stand 56. Ergänzungslieferung 11/2008, ecomed Verlag Landsberg/Lech, ISBN 978-3609195872.

[SprengG-9] Sprengstoffgesetz, Anhang I, Liste der explosionsgefährlichen Stoffe (BGBl. 1975 I S. 853), auf die das Gesetz in vollem Umfang anzuwenden ist.

[Robertson-10] A. J. B. Robertson: The thermal decomposition of explosives. Part I. Ethylenedinitramine and tetryl. In: Trans. Faraday Soc. 44, 1948, S. 677–682, doi:10.1039/TF9484400677.