Acetontricykloperoxid
Acetontricykloperoxid ATCP
Ketonperoxider är cykliska, organiska ämnen som med lätthet
sönderfaller med hög hastighet under bildandet av en stor mängd gaser.
Acetontricykloperoxid är den bästa och med lätthet den enklaste att
tillverka (Andra peroxiderbara ketoner innefattar cyklopentanon och
cyklohexanon). Med acetontricykloperoxid avses den trimära formen av
acetonperoxid, C9H18O6. Det finns även en dimär form; acetonDIcykloperoxid,
som efter hand bildas vid lagring av ämnet i ett lösningsmedel.
Det finns mÃÂ¥nga uppfinningsrika namn pÃÂ¥ denna peroxid;
Peroxyaceton, Acetonperoxid, Acetontricykloperoxid, Triacetontricyklo-
peroxid, Triperoxyaceton, Acetontriperoxid, Acetonit, Cyklokarbon B osv...
Inget av dessa namn uppfyller nÃÂ¥gra av IUPACs nomenklaturregler, jag har
dock valt acetontricykloperoxid som trivialnamn, med förkortningen ATCP.
Det kemiskt korrekta namnet blir enligt 'The Chemistry Of Peroxides'
följande: 1,2,4,5,7,8-hexaoxa-3,3,6,6,9,9-hexametylnonan, vilket faktiskt
är det längsta tänkbara namnet, men samtidigt mycket beskrivande. Namnet
Cyklokarbon B kan tyda pÃÂ¥ att det har använts militärt/industriellt nÃÂ¥gon
gÃÂ¥ng i historien, jag har dock inte kommit fram till nÃÂ¥got angÃÂ¥ende denna
användning. Detonationshastigheten ligger pÃÂ¥ 3750 m/s vid 0.92 g/cm2 och pÃÂ¥
5300 m/s vid 1.18 g/cm2. Enligt Tim Lewis skall ATCP vara mycket flyktigt,
och därigenom skall hälften av en friliggande mängd ha avdunstat pÃÂ¥ tio
dagar. Vi har själva inte märkt av denna effekt, sÃÂ¥ nÃÂ¥got större problem är
det inte, men du kan ju alltid förvara ämnet i en tättslutande burk för att
vara pÃÂ¥ den säkra sidan.
Den grundläggande reaktionen vid tillverkning av ketonperoxider är en keton
som behandlas med väteperoxid i en sur lösning. Kravet pÃÂ¥ surheten är inte
sÃÂ¥ viktigt, bara det faktum att, ju surare lösning, ju snabbare gÃÂ¥r
reaktionen. Vid pH 7 händer reaktionen omärkligt lÃÂ¥ngsamt, ingenting händer
pÃÂ¥ upp till nÃÂ¥gra mÃÂ¥nader (med undantag av förvaring i överskott av
aceton, dÃÂ¥ kan nÃÂ¥gra procent kristalliseras i acetonen. Detta kan säkert
skyllas pÃÂ¥ vattens autohydrolys). Däremot, vid pH
pass fort att lösningen börjar koka av den vid reaktionen utvecklade
värmen, och en sats pÃÂ¥ nÃÂ¥gra deciliter är klar pÃÂ¥ nÃÂ¥gra minuter om man
lyckas kyla lösningen under dess kokpunkt. Man kan följaktligen katalysera
reaktionen med mÃÂ¥nga olika syror, men saltsyra och svavelsyra är de
huvudsakliga vi använder, en mycket lättÃÂ¥tkomlig (HCl) och en mycket
effektiv (H2SO4) (konc. HCl är vätejonfattigare än konc. H2SO4). 25%-ig
hushÃÂ¥llsättiksyra exempelvis, är för svag för att vara praktiskt användbar.
Acetontricykloperoxids smältpunkt ligger pÃÂ¥ 97ðC. Vid temperaturer under
-162ðC är denna peroxid inaktiv, och kan utan risk studeras. En forskare
(Groth) som studerat detta ämne, fann att ämnet kristalliserar i monoklin
kristallstruktur. Acetontricykloperoxid är praktiskt taget olöslig i
vatten. Vid temperaturer uppemot 100ðC, löser sig dock peroxiden dÃÂ¥ligt
till bra. ATCP är lättlösligt i aceton. Om man löser tillräckligt med ATCP
i aceton och lÃÂ¥ter densamma avdunsta kan man lätt framställa ovan nämnda
kristaller, vilka kan vara tämligen snygga, men de är dock inte kraftigare.
Densiteten ökar dock, och vill man ha en kompaktare laddning är
kristallisering att föredra framför packande av ämnet, pga dess
stötkänslighet.
En liter 100% aceton blandad med en liter 35% väteperoxid ger efter
syrabehandling runt ett halvt kilo färdig acetontricykloperoxid.
ÃÂmnet är stötkänsligt, sÃÂ¥ var försiktig med det. Skrapar man nÃÂ¥gra korn
mellan ett par sandpapper, tar ämnet eld. SlÃÂ¥r man pÃÂ¥ det med en hammare
exploderar det. Mal man ämnet (ganska löst) i en mortel inträffar en serie
smÃÂ¥explosioner. Slänger man en plastburk innehÃÂ¥llande ATCP i marken händer
inget. Gnuggar man ATCP mellan handflatorna händer inget. Jag hoppas detta
ger dig en bild av dess stötkänslighet. Enligt den tio cm tjocka boken
'Lange's Handbook of Chemistry', sÃÂ¥ ska man helst inte blanda väteperoxid
med aceton, speciellt inte i sur miljö, men det stÃÂ¥r INTE varför... :-)
Icke utjämnad reaktionsformel vid framställning av acetontricykloperoxid:
-------------------------------------------------------------------------
H C CH
3 / 3
C
H C Syra /
3 H+ O O
C=O + H O ====> / + H O
/ 2 2 O O 2
H C /
3 H C-C---O---O---C-CH
3 / 3
CH CH
3 3
Aceton Väteperoxid Acetontricykloperoxid Vatten
Praktiskt tillvägagÃÂ¥ngssätt vid tillverkning av Acetontricykloperoxid:
----------------------------------------------------------------------
Du behöver:
-----------
Aceton
Väteperoxid
Saltsyra/svavelsyra
Kaffefilter (gärna flergÃÂ¥ngs- av plast)
Termometer
Bägare (Glas)
Gör sÃÂ¥ här:
-----------
1. Häll 4 delar väteperoxid i en glas- eller plastbägare.
2. Tillsätt 3 delar aceton. Rör om ordentligt och kontrollera att
temperaturen inte överstiger 45ðC. Det hela kan för säkerhets skull
(rekommenderas) nedsänkas i ett vattenbad, vilket underlättar kylning.
Var beredd pÃÂ¥ att du kan vara tvungen att byta vatten i vattenbadet,
eftersom det hela tiden värms upp. Blir det för varmt kokar det över,
vilket inte är trevligt, därför att gaserna svider ganska mycket i
ögonen och dessutom försvinner hela din kemikalieomgÃÂ¥ng.
3. Tillsätt 0.1-1 del konc. syra droppvis. Syran fungerar som katalysator,
dvs den snabbar upp reaktionen. Om temperaturen skulle stiga över 45ðC,
lÃÂ¥t temperaturen sjunka innan du tillsätter mer syra. Annars avdunstar
acetonen (kokpunkt 56ðC). Rör hela tiden om ordentligt. (Det fräser till
när konc. svavelsyra droppas i, det är ingen fara, bara du rör om
ordentligt hela tiden.) Du kan med fördel ha även denna reaktion i
kylande vattenbad, dÃÂ¥ reaktionen är mycket exoterm.
4. Efter en tid, varierande med val av syra och dess koncentration och
mängd, framträder den i vatten olösliga acetontricykloperoxiden.
LÃÂ¥t detta stÃÂ¥ ett tag. Som du ser sÃÂ¥ bildas det hela tiden mer vita
kristaller.
5. Filtrera blandningen genom att hälla över blandningen i ett flergÃÂ¥ngs
kaffefilter, och spola igenom med mycket vatten. PÃÂ¥ detta sätt sÃÂ¥
avlägsnar du kvarblivna syrarester som alltid finns kvar bland
acetontricykloperoxidkristallerna (phew!). Syra som annars skulle vara
kvar gör ämnet mer instabilt, därför att det kan angripa metaller och
därigenom värmas upp. Det är ocksÃÂ¥ behagligare att handskas med syrafria
ämnen. De är dÃÂ¥ varken frätande eller kraftigt luktande. Kontrollera
gärna med en pH-mätare att dina kristaller hÃÂ¥ller omkring pH 7.
6. Lyft upp filtret och pressa ur sÃÂ¥ mycket vätska du kan. Ju mer vätska du
pressar ut, ju snabbare gÃÂ¥r sedan torkningsprocessen.
7. LÃÂ¥t filtratet torka pÃÂ¥ nÃÂ¥gra lager tidningsspapper/hushÃÂ¥llspapper eller
annat liknande material, sÃÂ¥ sugs överskottsvätskan snabbt upp. LÃÂ¥t det
ÃÂ¥tminstone stÃÂ¥ över natten. För att du ska fÃÂ¥ ut nÃÂ¥got av ditt ämne sÃÂ¥
ska kristallerna vara helt torra. För att snabba upp torkningsprocessen
sÃÂ¥ kan du rikta nÃÂ¥gra glödlampor/spotlights mot det torkande ämnet.
Se dock till att lamporna inte pÃÂ¥ nÃÂ¥got tänkbart sätt kan falla ned i
pulvret och antända det.
---------------------------------------------------------------------------
Lästips om ketonperoxider:
The Chemistry Of Peroxides, Saul Patai 198X, ISBN 0-471-10218-0
Advanced Organic Chemistry, Jerry March 1992, ISBN 0-471-60180-2 (s 1048ff)
---------------------------------------------------------------------------