Ứng dụng NaOH sản xuất sodium picramate C6H4N3NaO5
Quá trình tổng hợp sodium picramate bao gồm một loạt các phản ứng hóa học biến axit picric thành muối natri của axit picramic.
C6H2(NO2)3OH + NaOH → Na+ + C6H2(NO2)2NHNH2O− + H2O
Trong phản ứng này, axit picric phản ứng với NaOH để tạo ra sodium picramate và nước.
Bước đầu tiên trong phản ứng là deproton hóa axit picric bằng NaOH. Ion hydroxit (OH-) từ NaOH phản ứng với nguyên tử hydro có tính axit (H+) của nhóm phenolic trong axit picric để tạo thành nước và ion picrat (C6H2(NO2)3O-):
C6H2(NO2)3OH + OH- → C6H2(NO2)3O- + H2O
Ion picrat là một nucleophile mạnh và có thể tấn công các nhóm nitro trong axit picric. Các nhóm nitro đang rút điện tử và làm cho các nguyên tử carbon của vòng phenol thiếu điện tử, khiến chúng dễ bị tấn công nucleophin. Ion picrat tấn công các nhóm nitro ở vị trí ortho và para để tạo thành nhóm nitroso và nhóm hydroxylamine tương ứng:
C6H2(NO2)3O- + C6H2(NO2)3OH → C6H2(NO2)2N(O)OH + H2O
C6H2(NO2)3O- + C6H2(NO2)2N(O)OH → C6H2(NO2)2NHNH2O- + H2O
Ở bước cuối cùng của phản ứng, nhóm hydroxylamine bị khử proton bởi NaOH để tạo thành muối natri của axit picramic hoặc sodium picramate:
C6H2(NO2)2NHNH2O- + NaOH → Na+ + C6H2(NO2)2NHNH2O- + H2O
Sodium picramate là một chất kết tinh màu vàng, rất dễ nổ. Nó được sử dụng làm chất nổ chính trong một số ứng dụng quân sự và làm thuốc thử trong hóa học phân tích để phát hiện và định lượng các kim loại như đồng, sắt và niken.
Sodium picramate là một chất nổ mạnh do hàm lượng oxy cao và sự có mặt của nhiều nhóm nitro giải phóng một lượng lớn năng lượng khi phát nổ. Nó thường được sử dụng trong sản xuất kíp nổ, cầu chì và các thiết bị nổ khác.
Việc sản xuất sodium picramate sử dụng NaOH đòi hỏi phải xử lý cẩn thận và các biện pháp phòng ngừa an toàn do tính chất dễ nổ của chất này. Phản ứng phải được thực hiện ở nơi thông thoáng, cách xa nguồn nhiệt và lửa. Nên đeo các thiết bị bảo hộ, chẳng hạn như găng tay, kính bảo hộ và áo khoác phòng thí nghiệm để giảm thiểu rủi ro tiếp xúc với hóa chất.
Ngoài việc sử dụng làm chất nổ, sodium picramate còn được sử dụng làm thuốc nhuộm và điều trị các bệnh về da. Tuy nhiên, do đặc tính dễ nổ và nguy cơ sức khỏe tiềm ẩn, việc sử dụng nó trong các ứng dụng này được quy định và kiểm soát chặt chẽ.
