O tetranitrometano, ou TNM, é um agente oxidante com fórmula química C(NO2)4 e corresponde a uma molécula de metano substituída com quatro grupos nitro (-NO2). Este composto é usado em explosivos e como aditivo de combustíveis, para aumentar o seu número de cetano. É também utilizado em laboratório, como reagente analítico para a detecção de ligações duplas em compostos orgânicos e como reagente na nitração de resíduos de tirosina de proteínas. Foi sintetizado pela primeira vez em 1857, através da reacção de cianoacetamida sódica com ácido nítrico.
Propriedades físico-químicas
O tetranitrometano é um líquido oleoso amarelo-pálido com um odor pungente que é insolúvel em água e solúvel em álcool, éter e tetracloreto de carbono (CCl4). Tem massa molar 196,04 g mol-1, um ponto de fusão de 13,8 ºC, um ponto de ebulição de 126 ºC, uma densidade de 1,623 e uma pressão parcial de vapor de 8,42 mm Hg. Sendo um agente oxidante, este reage com diversos materiais, incluindo ferro, cobre, latão, zinco, algodão, sódio metálico e outras substâncias alcalinas, tolueno, alumínio e hidrocarbonetos.
Este composto é difícil de entrar em combustão. No entanto, quando iniciada a combustão, este arde a uma velocidade constante, libertando óxidos de azoto. Quando exposto a uma fonte de chama / calor por períodos prolongados pode decompor-se violentamente e, por essa razão, não deve ser purificado por destilação. O tetranitrometano com elevado grau de pureza não pode ser utilizado como explosivo, mas a sua sensibilidade aumenta dramaticamente na presença de contaminantes oxidáveis. Materiais combustíveis embebidos em tetranitrometano tornam-se altamente explosivos.
Síntese
O TNM pode ser preparado em laboratório através do método de Chattaway, que consiste na nitração de anidrido acético com ácido nítrico anidro. Este método foi testado em escala industrial nos anos 50 pela empresa americana Nitroform Products, mas o edifício foi destruído por uma explosão em 1953.
A primeira produção em escalas industriais começou na Alemanha durante a Segunda Guerra Mundial, com o intuito de aumentar o número de cetano do combustível. Foram produzidas cerca de 10 toneladas de TNM em poucas semanas. No entanto, este processo foi descontinuado depois da guerra devido aos seus elevados custos. Um método mais barato foi desenvolvido por forma a que fosse comercialmente viável produzir TNM. O método começa com a redução do ácido nítrico, contendo nitrato de mercúrio, com acetileno, obtendo-se nitrofórmio (trinitrometano) e uma mistura de dióxido de carbono e óxido de azoto. Os óxidos de azoto são valiosos e facilmente recuperáveis como ácido nítrico numa torre de absorção. O nitrofórmio resultante é depois convertido a TNM adicionando ácido nítrico e ácido sulfúrico e incubando a reacção a temperaturas mais elevadas. Com este método, o tetranitrometano pode ser obtido com um rendimento de 90% (baseado na quantidade de ácido nítrico adicionada) antes de purificado.
Riscos para a saúde
A capacidade de detonação do tetranitrometano é grandemente afectada pela presença de impurezas, mesmo quando em pequenas quantidades. O TNM forma misturas extremamente explosivas aquando da adição a combustíveis em quantidades estequiométricas. Muitas dessas misturas demonstram sensibilidade ao choque mais elevada que a da nitroglicerina. Além disso, este reage com a humidade a pH elevado e origina nitrofórmio, o qual reage facilmente com metais e forma sais altamente instáveis e explosivos.
O tetranitrometano é também um composto tóxico. O IDLH (quantidade mínima necessária de uma substância transmissível pelo ar para causar morte ou danos permanentes) é de 4 ppm. Sendo a principal forma de exposição ao TNM a inalação do composto, uma absorção de apenas 2,5 mg kg-1 é o suficiente para causar edema pulmonar (acumulação de fluidos nos pulmões), meta-hemoglobinemia (interferência no transporte de oxigénio pelos glóbulos vermelhos) e danos no fígado, rins e sistema nervoso central. Adicionalmente, acredita-se que este composto seja carcinogénico.
Fonte: Wikipédia | PubChem | ChemSpider