2.爆炸性基团的数量

爆炸品分子中含有的“爆炸性基团”的数量对敏感度有着明显影响。同一种化合物分子中含有“爆炸性基团”越多，其敏感度越高。

例如，硝基苯只含有一个“爆炸性基团”硝基，它在被加热时虽然有分解但不易爆炸；二硝基苯虽然有爆炸性，但不敏感；三硝基苯的爆炸性突出，被定为爆炸品。

又如，在医药、含能材料等领域都具有广泛应用价值的呋喃类化合物。

呋喃：呋喃环本身相当于一个“潜硝基”，通常情况下不易爆炸。

氧化呋喃：由于多了一个氮氧基“爆炸性基团”，属于敏感性较大的爆炸品。

DPX1：(E，E)-3，4-二肟甲基氧化呋喃，除了呋喃“潜硝基”和氨氧基两个“爆炸性基团”外，还增加了两个胲(羟胺)“爆炸性基团”，所以是高爆炸敏感性和爆炸力更大的炸药，是近来德国慕尼黑大学化学系从硝基乙醛肟出发经一步反应制备出来的，其爆速和爆压分别为8236m/s和29.6GPa。

3.爆能比值

爆炸品分子中含有的“爆炸性基团”在分子中的比重对敏感度有着极其重要的影响。本书在这里要新定义一个名词“爆能比值”，爆能比值是指某爆炸品分子中的“爆炸性基团”的分解能(kJ/mol)与摩尔质量的比值，单位为kJ/g。

爆能比值的大小基本上可以反映化合物内在的爆炸敏感度的强弱特性。爆能比值越大，爆炸敏感度就越高；反之，爆能比值越小，爆炸敏感度就越低。

特别是衡量或评判一个化合物在取样、反应(加热回流)、后处理(浓缩、干燥)等常规操作中是否安全(不爆炸)时，爆能比值具有非常重要的参考意义。

爆能比值的实质是放热焓变△H，当其大于0.8kJ/g(以下将省去kJ/g，仅以数字表示)时，爆炸的危险性就存在。

一般而言，经验参考值是，爆能比值在0.8以下，基本上可认为是安全的。爆能比值越低越安全，越高越危险。但是，一个系统或一个化合物是否爆炸，爆能比值仅仅只能作为其中一个主要变量来考量，还与反应临界温度、安全热容量、反应体积和浓度等变量有关，在有些特别个案中，即使爆能比值低至0.4也发生过爆炸，特别是在反应临界温度高、安全热容量小、反应量(或体积)大、浓度大的情况下，爆能比值会降低。而在反应临界温度低、安全热容量大、反应量(或体积)小、浓度低的情况下，即使爆能比值超过0.8，许多情况下也不会发生爆炸。对于实验室一般化学反应及后处理操作，爆能比值在0.8以下的原料、中间态或产品，不太可能发生爆炸；爆能比值在0.8～1.5的，加温时可能存在分解，特别是高浓度状态下加温可能爆炸；爆能比值在1.5～2.0的，爆炸危险加大，要按照危险单元操作规程进行；爆能比值超过2.0的属于高度爆炸危险，需要采取特别保全措施或从根本上改换合成工艺路线。

例如，下面的化合物分子中含有两个“爆炸性基团”——双酰基叠氨，爆能比值超过2.0，在高浓度状态下，无论是室温或遇光，都发生过剧烈爆炸。

而以下两个商品药物和一个叠氯试剂，虽然也都含有叠氨基，但由于整体分子较大，“爆炸性基团”的爆能比值被“冲稀”至0.8以下，所以无论在生产、纯化、干燥、制剂，还是人体服用时基本都很安全。

治疗艾滋病的药物齐多夫定(叠氮脱氧胸苷)，分子式为C₁₀H₁₃N₅O₄，分子量为267.24，爆能比值为0.75。

抗生素叠氮西林，分子式为C₁₆H₁₇N₅O₄S，分子量为375.40，爆能比值为0.53。

叠氮磷酸二苯酯(DPPA)，分子式为C₁₂H₁₀N₃O₃P，分子量为275.20，爆能比值为0.73。已经知道，过氧化氢、过氧醚、过氧醇、过氧酸、过氧酯等过氧化物受热会引起爆炸。乙醚和四氢呋喃等醚类在存储过程中，与空气中的氧接触会通过自由基机理生成对热极其敏感的爆炸性物质——过氧化物，由此发生的爆炸事故已经不计其数。反应式如下所示：
R—O—R+1/2 O₂→R—O—O—R

而从中药青蒿中提取的有过氧基团的倍半萜内酯抗疟药物青蒿素，分子式为C₁₅H₂₂O₅，分子量为282.33，虽然也含有“爆炸性基团”——过氧基团，但由于整体分子较大，该“爆炸性基团”的爆能比值被“冲稀”至0.8，所以在植物提取、成品的纯化、干燥、制剂及人体服用时都比较安全。

在实际研发和生产活动中，上述评判值是经验性的，并没有阈值(临界值)的严格规定，而且有些情况显得很特殊，所以在计算和评估爆能比值时，还要全面考虑分子的整体结构、其他基团的种类与位置、电子云分布等内因。另外，实验时还需考虑操作条件和外能等多种外部因素，以确保安全。

例如，下面的一个Claisen重排反应(无溶剂)：原料1a、1b和1c青蒿素被长时间(10h)加热到200~220℃，规模为0.3~30g，并进行过多次反应，都没有发生任何意外。

而当投料30g原料3时，却在160℃反应时突然发生爆炸，通风橱玻璃也被震碎。

硝基的分解能以310kJ/mol计，la、1b、1c和3的爆能比值分别为1.12、1.46、1.58和1.60，3的爆能比值仅比1a、1b和1c略高一点，就在热熔状态发生爆炸，这与分子的结构如硝基的位置等因素有关。1a、1b和1c及它们的重排产物虽然没有发生爆炸，但是可以认为，在无溶剂的熔融高温状态，这三个化合物还是处在爆炸危险边缘的。

又如，无机叠氮盐中的叠氮钠的爆能比值超过3，其爆炸敏感度却低于爆能比值为1.4的叠氮化铅，所以不能单凭爆能比值来考量其爆炸敏感度，叠氨化铅对撞击极为敏感，在军工上用作炸药的雷管和弹体的底火。

相关链接：爆炸品的认识（一）

文章来源：《有机合成安全学》

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