text: 二氨基二硝基乙烯是一種爆炸效能接近黑索金但感度近似於梯恩梯的新型炸藥，是目前鈍感彈藥的重要候選組成成分。1998年，該藥由瑞典的國防機構首次合成，進入二十一世紀後，其很快受到了世界各國相關研究人員的廣泛關注。為便於敘述，下文統一稱二氨基二硝基乙烯為FOX-7。物理性質.FOX-7共有4種已廣泛報道的晶型，分別為α型、β型、γ型和δ型，四者間相互轉化時所處溫度與晶體制備過程有關，因此各驗資料會有所差別但總體誤差有限。FOX-7在常溫下為α型，至120°C時相變為β型，185°C時，β型又進一步相變為γ型。當溫度下降至110°C時，γ型相變回β型，溫度繼續下降至30°C時，β型最終轉化為α型。當γ型晶體所處環境溫度和壓力繼續上升並超過一個閾值後，該晶型會進一步相變為δ型，當環境條件迴歸之前區間後，δ型會轉變為晶體結構較γ型更為有序的γ'型。此外，一項研究還在特定製取條件下發現了FOX-7的2種新晶型，即ε型和ζ型，前者會在105°C附近相變為後者，繼續升溫到160至180°C時ζ型會轉化為γ型。部分晶型相關資料如下：FOX-7一般為黃色或黃綠色晶體，密度依晶型差異而有所差別，α型約為1.89g/cm3，β型則約為1.8g/cm3。FOX-7微溶於水和一般有機溶劑，但在二甲基亞碸、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮等極性非質子溶劑中溶解度較高。化學性質.FOX-7由於結構較為特殊，其並不能與疊氮化鈉等發生烯烴的加成成環反應。此外，FOX-7是一種較弱的親核試劑，需要經強鹼預處理才能與溴代烷發生去質子化反應，但其依然能夠與部分親電試劑直接反應。FOX-7與N-氯代丁二醯亞胺混合物的反應如下：除上述反應外，FOX-7還具有一些較為常見的化學性質。氨基和硝基分別具有推電子和拉電子的結構特性，發生電子重排後，氨基上的氫會容易電離，使得該分子具有弱酸性，相應的，它也就能夠與部分強鹼反應生成對應鹽。然而，當酸鹼成鹽反應的反應液被加熱至80°C時，FOX-7分子中碳碳雙鍵會發生斷裂，最終形成二硝基甲烷對應的鹽。此外，由於碳碳雙鍵的正電性一端容易受到親核試劑進攻，FOX-7會在80至120°C的水或N-甲基吡咯烷酮中與甲胺、乙胺、肼等反應生成1個氨基被取代的產物，但是因為位阻效應的影響，此情況下2個氨基均被取代的反應難以實現。製備工藝.FOX-7有多種合成方法，目前廣泛報道的主要有：透過2-甲基咪唑硝化、胺化製取；透過2-甲基嘧啶-4,6-二酮或2-甲基-4,6-二羥基嘧啶硝化後水解開環製取；透過鹽酸乙脒與乙二酸二乙酯反應制取2-甲基-2-甲氧基-4,5-咪唑烷二酮，後經硝化胺化製取。以2-甲基咪唑為原料的FOX-7製法簡要流程圖如下：首先控制反應體系溫度為17至19°C，將研磨過的2-甲基咪唑溶解於濃硫酸中，後在一定時間內加入發煙硝酸，此後溶液開始出現無色至黃色、黑色、紫色、紅棕色的持續顏色變化，最終穩定為橙黃色並析出白色的2-(二硝基亞甲基)-4,5-咪唑烷二酮。濾出該產物後使用氨水調節PH值為8至9，數秒後即會析出亮黃色結晶，最終經洗滌、乾燥處理後即可得到FOX-7，產率約為14.9%。將最終的開環試劑替換為水可以將產率提高到35.8%，但相應試劑的使用量也會增加至原先的10倍。以2-甲基嘧啶-4,6-二酮和2-甲基-4,6-二羥基嘧啶為原料的製取方法基本原理一致，均是以一定方法制備2-(二硝基亞甲基)-5,5-二硝基嘧啶-4,6-二酮這一中間體，隨後讓其水解生成FOX-7和二硝基甲烷。當處於最優反應條件時，其產率可達75.6%。但該方法也存在硝化反應時間長、中間體穩定性差、容易殉爆等缺陷，目前難以大規模工業生產。以2-甲基-4,6-二羥基嘧啶為原料的簡要製備流程圖如下：以鹽酸乙脒和乙二酸二乙酯為原料製取FOX-7簡要流程圖如下：將鹽酸乙脒和乙二酸乙二酯置於甲醇鈉溶液中反應制取2-甲基-2-甲氧基-4,5-咪唑烷二酮，隨後透過甲醇獲得該物質結晶。將產物放入硝酸、硫酸的混酸中硝化處理得到2-(二硝基亞甲基)-4,5-咪唑烷二酮，隨後以氨水處理即可得到FOX-7，其產率可達38%。此外，透過改變各環節試劑用量和環境條件也可以一定程度影響該方法各階段產率。爆炸效能.FOX-7的為-21.6%，屬負氧平衡炸藥。FOX-7爆容為779L/kg，爆熱4.442MJ/kg，爆壓28.8GPa，密度1.78g/cm3時爆速8342m/s。參考書籍.
metadata.dataset: erhwenkuo/wikipedia-zhtw
metadata.title: 二氨基二硝基乙烯
metadata.url: https://zh.wikipedia.org/wiki?curid=4549418