Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №2

Реактивы

• Перекись водорода (пергидроль) 30–40 %. Есть данные о получении ГМТД из 15 % перекиси водорода. Таблетки "Гидроперит" и аптечная 3 % перекись не подходят!

• Лимонная кислота.

• Уротропин ("Сухое горючее").

Оборудование: То же, что и для производства ТА.

Непосредственно синтез

Приведенное ниже описание синтеза принадлежит одному моему весьма авторитетному коллеге. Я полностью ему доверяю, и сам неоднократно пользовался схемой данного синтеза. Есть сведения, что наиболее распространенный в лабораториях, способ получения ГМТД из лимонной кислоты по "Гершвальду". Данный метод обеспечивает наилучший выход. Все остальные способы получения ГМТД с лимонкой, обычно исходят из него.

14 г уротропина растворяют в 45 г 30 % перекиси водорода. Смесь помещают в ледяную баню (тепло выделяется при растворении уротропина), и постепенно, при помешивании, добавляют 21 г тщательно измельченной лимонной кислоты, удерживая температуру около 0 °C. После окончания смешивания смесь оставляют на 3 часа при температуре 0 °C, а затем еще на 2 часа при комнатной температуре. Выпавший кристаллический продукт отжимают, затем подвергают нейтрализации и стабилизации (см. ниже). Сушат при комнатной температуре.

А) Технология

56 г уротропина (сухое горючее) растворяют в 160 мл 38 % перекиси водорода (если перекись старая — можно УМЕНЬШИТЬ её количество до 100–120 мл, чтобы поднять концентрацию уротропина в растворе) и при охлаждении и перемешивании прибавляют 84 г лимонной (из литературы можно и азотной, и фосфорной) кислоты.

Б) Практика

Важно соблюдать температурный режим, в процессе растворения температура не должна превышать 30 °C! Контроль температуры реакционной смеси надо вести непрерывно с начала растворения уротропина и в течение, по крайней мере, 2 часов с момента полного растворения лимонки (ПРЛ). Даже при окончании растворения лимонной кислоты реакция может пойти внезапно, с сильным повышением температуры и возгоранием смеси, что может привести к пожару и бессмысленной трате реактивов. В этой связи реакционный сосуд должен быть узким и высоким, обычная 800 граммовая или литровая стеклянная банка не подходит! Я использую лабораторный 500 или 800 мл стакан и помещаю в водяную баню со льдом с температурой +3..5 °C. Раствор постоянно перемешивать! Самый критический момент при нормальной перекиси — через 20 минут после момента полного растворения лимонки. Раствор вдруг, моментально становится сначала очень мутным, затем просто белым, вязкость резко возрастает, раствор густеет просто на глазах — вот здесь важно, чтоб температура не превышала +22..25 °C, в крайнем случае 30 °C; но тогда от реакционного сосуда нельзя отходить, максимальный период между помешиваниями не более 5-10 минут. Полученная густая белая масса и есть мельчайшие кристаллы ГМТД! В любой момент в течение первых 2 часов может произойти само разогрев — случалось у меня раз 5…

Опишу эти грабли подробнее. Если не угадал с концентрацией уротропина или неверно выбран сосуд и охлаждение, то в какой-то момент, несмотря на постоянное промешивание, температуру не удается удержать ниже 25 °C, она начинает расти и при 40 °C из реакционного сосуда слышится шипение, затем смесь начинает пучиться, вылезать из реакционного сосуда и начинает валить много густого противного дыма. Из литровой банки заполнил всю квартиру, пришлось срочно одевать противогаз! А банка, конечно, лопнула. После полного выгорания реакционной смеси (примерно 3–5 минут) остаются дивной красоты крупные (1–3 см) черные кристаллы. Однако если находится в критическое время у реакционного сосуда, реакцию можно спасти — просто залить реакционную смесь водой, и горение немедленно прекращается.

Может случиться, что в течение 40–60 минут после ПРЛ, (несмотря на добавление на 20 минуте 5-10 мл перекиси — хороший способ инициирования начала реакции при повышенной концентрации уротропина) раствор не мутнеет. Тогда я вынимаю сосуд из охлаждающей водяной бани, подогреваю в теплой воде до +20..25 °C и, постоянно промешивая, добиваюсь начала реакции.

Напоминаю, как только раствор резко помутнеет, температура начинает возрастать — сосуд надо немедленно вернуть в охлаждающую водяную баню, интенсивным промешиванием согнать температуру (хорошо бы на 5..10 °C выше температуры охлаждающей жидкости! — если так, сосуд можно оставить и без присмотра часов на 12–14). Обычно осадок выпадает в течение 2 часов, но если температура +10..15 °C и не растет — можно оставить для окончания реакции на 14 часов. Обычно я прерываю реакцию через 3 часа после её начала. Далее нейтрализация и стабилизация (см. ниже).

Для более полного выхода ГМТД, лучше поместить емкость со смесью в холодильник на 6-14 часов.

Нейтрализация и стабилизация