Zwykłe utlenianie acetonu za pomocą nadtlenku wodoru katalizowane kwasami mineralnymi prowadzi do trimerycznego nadtlenku acetonu (błędnie nazywany jest on w Polsce TCAP - od ang. tricycloacetone peroxide, podczas gdy poprawna nazwa to CTAP lub TATP - cyclo(triacetone triperoxide)). Substancja ta jest bardzo niestabilna, łatwo sublimuje i jako materiał wybuchowy inicjujący nie znajduje większego zastosowania. Jednak jeśli utlenianie jest katalizowane przez jony cyny, to powstaje nadtlenek tetrameryczny o sumarycznym wzorze C₁₂H₂₄O₈ - który jest znacznie bardziej stabilny, np. wytrzymuje 4-godzinne ogrzewanie do 120°C bez widocznych oznak rozkładu oraz 120-godzinne gotowanie w  rozpuszczalnikach z dodatkiem substancji katalizujących rozkład nadtlenków, takich jak pentatlenek wanadu, acetyloacetonian żelaza (III) i acetyloacetonian kobaltu (III). Moc pobudzająca jest zbliżona do TATP. Jego wadą jest duża wrażliwość na tarcie i uderzenie. W tym artykule będę posługiwał się skrótową nazwą TetrAP.

Otrzymywanie

Odczynniki

• Aceton C₃H₆O
• Perhydrol (30% roztwór wodny nadtlenku wodoru) H₂O₂
• Chlorek cyny (IV) 5 hydrat SnCl₄ · 5H₂O, lub
• Chlorek cyny (II) 2 hydrat SnCl₂ · 2H₂O

Sprzęt

• Zlewka lub krystalizator
• Lejek
• Sączek
• Mieszadło magnetyczne (opcjonalnie)

W zlewce w 40 ml perhydrolu rozpuszczamy 1,4 g uwodnionego chlorku cyny (IV) lub (II). Przy roztwarzaniu chlorku cyny (II) w perhydrolu musimy uważać i dodawać go bardzo małymi porcjami - przebiega gwałtowne utlenianie, któremu towarzyszy charakterystyczne "strzelanie" i kropelki perhydrolu mogą pryskać z naczynia. Następnie dolewamy 40 ml acetonu i, jeśli posiadamy mieszadło, włączamy je na pełne obroty. Zlewkę z mieszadłem i zawartością zostawiamy na 24 godziny (jeśli nie mamy mieszadła, to czas ten musi być dłuższy, nawet do 3 dni). W tym czasie ciągle powoli wytrąca się TetrAP, który pływa po powierzchni cieczy.

Po zakończeniu reakcji należy odparować nieprzereagowany aceton przez podgrzewanie mieszaniny poreakcyjnej albo po prostu pozostawienie na 1-2 dni do odparowania w szerokim naczyniu. Następnie sączymy osad TetrAPu (można użyć sączenia próżniowego) i przemywamy go wodą. Aby pozbyć się zanieczyszczenie krystalizujemy TetrAP z benzenu lub 50% roztworu acetonu w wodzie (nie można tego pominąć, gdyż na tym etapie oddziela się TetrAP od niewielkich ilości również tworzącego się CTAP). Wydajność reakcji to około 41% (w oparciu o aceton) jeśli użyliśmy chlorku cyny (IV), jeśli użyjemy chlorku cyny (II) będzie ona trochę mniejsza. Otrzymany związek ma temperaturę topnienia 93-94°C. Można więc z niego wykonać laną spłonkę (najlepiej ogrzewając na wrzącej łaźni wodnej) bez większej obawy o przypadkowy wybuch.

Bezpieczeństwo

Chociaż TetrAP jest w miarę stabilny, nie oznacza to, że można się z nim obchodzić jak z kartoflami. Trzeba zachować jak największą ostrożność przy operowaniu nim, tak jak przy każdym organicznym nadtlenku, a zwłaszcza przy topieniu go. Zanieczyszczenie lub kontakt z substancjami redukującymi może wywołać rozkład TetrAPu, dlatego zawsze unikaj kontaktu tego związku z metalami. Kategorycznie wykluczone są takie samobójcze pomysły jak np. spłonki w metalowych osłonkach.

Artykuł napisał:

Tweenk

Źródła:

• J. Chem. Research (S), 1999, 288-289