Введение

HMX, также называемый октогеном, — мощное и относительно нечувствительное нитроаминовое взрывчатое вещество, химически связанное с RDX. Происхождение названия соединения окутано множеством домыслов: его называли высокоплавким взрывчатым веществом, высокоскоростным военным взрывчатым веществом или RDX с высокой молекулярной массой. Молекулярная структура HMX состоит из восьмичленного кольца, образованного чередующимися атомами углерода и азота, к каждому из которых присоединена нитрогруппа. Благодаря высокой удельной энтальпии образования, HMX является одним из самых мощных химических взрывчатых веществ, производимых в настоящее время, хотя ряд более новых, таких как HNIW и ONC, превосходят его по мощности.

Синтез

HMX сложнее в производстве, чем большинство взрывчатых веществ, что ограничивает его применение специализированными областями. Он и RDX производятся по процессу Бахмана — нитрации гексамина с использованием смеси нитрата аммония и азотной кислоты в смеси уксусной кислоты и уксусного ангидрида в качестве растворителя — при этом основной продукт определяется конкретными условиями реакции.

Приложения

Также известный как циклотетраметилентетранитрамин, тетрагексаминтетранитрамин, или , HMX был впервые синтезирован в 1930 году. В 1949 году было обнаружено, что HMX можно получить путем нитролиза RDX. Нитролиз РДХ осуществляется путем растворения РДХ в 55% растворе HNO3, после чего раствор помещают на водяную баню примерно на шесть часов. HMX используется практически исключительно в военных целях, включая применение в качестве детонатора в ядерном оружии, в составе взрывчатых веществ с полимерным связующим и в качестве твердого ракетного топлива. HMX используется в литьевых взрывчатых веществах при смешивании с ТНТ, которые в целом называются "октолами". Кроме того, взрывчатые композиции с полимерным связующим, содержащие HMX, применяются при производстве боевых частей ракет и кумулятивных зарядов для пробивания брони. HMX также используется в процессе перфорации обсадной колонны в нефтяных и газовых скважинах. HMX включается в состав кумулятивного заряда, который детонирует внутри скважины, чтобы пробить отверстие сквозь обсадную колонну и окружающий цемент, выходя в нефтегазоносные пласты. Образовавшийся канал позволяет пластовым флюидам поступать в скважину и далее на поверхность. Космический аппарат Hayabusa2 использовал HMX для создания углубления в астероиде с целью доступа к материалу, не подвергавшемуся воздействию солнечного ветра. Ведутся постоянные исследования, направленные на снижение его чувствительности и улучшение некоторых технологических свойств.

Аналитические методы

HMX попадает в окружающую среду с воздухом, водой и почвой в связи с его широким применением в военной и гражданской сферах. В настоящее время для точного определения концентрации HMX в различных матрицах при проведении экологических исследований разработаны методы обращенно-фазовой ВЭЖХ и более чувствительные методы жидкостной хромато-масс-спектрометрии (ЖХ-МС).

Токсичность

В настоящее время информации, необходимой для определения того, вызывает ли HMX рак, недостаточно. В связи с отсутствием информации, EPA пришло к выводу, что HMX не может быть классифицирован с точки зрения канцерогенности для человека. Имеющиеся данные о влиянии воздействия HMX на здоровье человека ограничены. HMX вызывает эффекты на центральную нервную систему, сходные с эффектами RDX, но при значительно более высоких дозах. В одном исследовании добровольцы подверглись пластырному тесту, который вызвал раздражение кожи. Другое исследование, охватившее 93 работника боеприпасного завода, не выявило гематологических, печеночных, аутоиммунных или почечных заболеваний. Однако в этом исследовании не были количественно определены уровни воздействия HMX. Воздействие HMX изучалось в нескольких исследованиях на животных. В целом, токсичность представляется довольно низкой. HMX плохо всасывается при пероральном приеме. При нанесении на кожу он вызывает легкое раздражение, но не вызывает замедленной контактной сенсибилизации. У кроликов и грызунов были зарегистрированы различные острые и субхронические нейроповеденческие эффекты, включая атаксию, седацию, гиперкинезию и судороги. Хронические эффекты HMX, зафиксированные в ходе исследований на животных, включают снижение уровня гемоглобина, повышение уровня щелочной фосфатазы в сыворотке крови и снижение уровня альбумина. Также были обнаружены патологические изменения в печени и почках животных. Скорость газообмена использовалась в качестве индикатора химического стресса в яйцах перепела обыкновенного (Colinus virginianus), и не было выявлено признаков изменений в скорости метаболизма, связанных с воздействием HMX. Данных о возможных репродуктивных, тератогенных или канцерогенных эффектах HMX нет. HMX считается менее токсичным, чем TNT или RDX. Очистка водоснабжения, загрязненного HMX, оказалась успешной.

Биоразложение

Как дикие, так и трансгенные растения способны к фиторемедиации взрывчатых веществ в почве и воде.