ピクリン酸

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ピクリン酸
ピクリン酸の構造式
246trinitrophenol-3D-ball.png246trinitrophenol-3D-vdW.png
IUPAC名 2,4,6-トリニトロフェノール
分子式 C6H3N3O7
分子量 229.10 g/mol
CAS登録番号 [88-89-1]
形状 黄色結晶
密度 1.763 g/cm3, 固体
融点 122 ℃
沸点 325 ℃
発火点 322 ℃
SMILES
C1=C(N(=O)=O)C=C(N(
= O)=O)C(O)=C1N(=O)=O
出典 ICSC
爆薬としての性質
爆速 7,350 m/s, 仮比重 1.70
トラウズル値 111
危険性
主な危険性 爆発性 E 有毒 T
Rフレーズ R1 R10 R36 R37 R38
Sフレーズ S28 S35 S37 S45

ピクリン酸(ピクリンさん、英語: Picric acid)とは、化学式 C6H3N3O7、示性式 C6H2(OH)(NO2)3 で表される、芳香族ニトロ化合物である。いくつかの異性体を持つトリニトロフェノールのうち 2,4,6-トリニトロフェノールのことを指す。水溶液は強力な酸性を示し、しかも不安定で爆発性の可燃物であることから、かつては火薬としても用いられてきたため、日本では毒劇法医薬用外劇物に指定されている。

性質[編集]

ピクリン酸の味は苦い非極性溶媒に溶けるが、極性溶媒に溶けにくい。ただし、極性溶媒に溶解しないわけではなく、代表的な極性溶媒であるに溶解する他、同じく極性溶媒の1つであるエタノールにも溶解し、エタノール溶液は金属組織を顕微鏡観察し易くするための腐蝕液として用いられる。

ところで、フェノール類の検出方法の1つとして、塩化鉄(III) による呈色反応が知られる。しかし、ピクリン酸はフェノール類であるのにもかかわらず、この反応が見られないので注意が必要である。これは、電子吸引性の高いニトロ基が3つも付いていることにより、ベンゼン環中の電子密度が低下しするため、酸素原子における非共有電子対の電子密度が下がり、その結果、鉄(III)イオンに対する配位能力が非常に弱くなっていることが原因であるとされる[1]。また、同じように酸素原子上の電子密度が下がる結果、ピクリン酸は水溶液中で強い酸性を示し、ほぼ完全にピクラートイオン(ピクリン酸のヒドロキシ基からプロトンが外れた状態)になっている。ピクリン酸の飽和水溶液は生物組織標本作製用の固定液(ブアン固定液 (Bouin's fluid)、ザンボーニ固定液など)の成分として用いる。また、酸塩基指示薬としても使用される。この他、重金属と反応して非常に衝撃に敏感な、つまり爆発を引き起こすエネルギーを持ったを作る。

製造法[編集]

ピクリン酸は、一般にフェノールニトロ化によって得られる。工業的にはスルホフェノール法やクロロベンゼン法の2種類があり、かつてはベンゼン水銀触媒存在下でニトロ化する方法も研究された。

歴史[編集]

初めてピクリン酸に言及した資料は、ヨハン・ルドルフ・グラウバーが1742年に書いた錬金術に関する文書である[2]。当初ピクリン酸は動物の角インディゴ樹脂のような物質をニトロ化することで作られた。フェノールからの合成、および、正しい化学式の決定は1841年に成し遂げられた。この物質が爆発性であることが知られるようになったのは1830年である。それ以前には、酸そのものに爆発性はなく、そのだけが爆発物だと考えられていた。1873年、ヘルマン・シュプレンゲル(Hermann Sprengel)がピクリン酸の爆発性を証明した。1885年、シュプレンゲルの研究に基づき、フランスのウジェーヌ・テュルパンコロジオンを加えて圧縮成形したピクリン酸を遅延信管と組み合わせることにより、発破および砲弾に利用する方法の特許を取得した。フランス政府はこれをメリニット(mélinite)と名づけ、ニトロセルロースに次ぐものとして採用した(1887年)。1888年以降、イギリスはほぼ同様の混合物(ジニトロベンゼンワセリンを添加)をケント州のリッド(Lydd)で生産した。これは地名にちなんでリッダイト(lyddite)と呼称された。それに続いて日本もピクリン酸単独による下瀬火薬を開発した(ピクリン酸単独は日本のみ採用)。1889年に発明されたクレシル酸アンモニウムとの混合物はエクラジットEkrasit)の名の下にオーストリアで生産された。そして1894年までにはロシアでそれを炸薬用に生産する手法が開発され、当時最強の爆発物であったピクリン酸は軍事的に重要な物質となった。例えば、1904年の日露戦争においても日本海軍の主力爆薬として用いられた、下瀬火薬の主成分であったことでも知られている。しかしながら、ピクリン酸は不安定な物質で常に爆発の危険があるため、ピクリン酸の詰まった砲弾は扱いづらいものであった。ピクリン酸は、第一次世界大戦ではまだ使用されたものの[3]、ピクリン酸の危険性は第一次世界大戦中の1917年に発生したハリファックス大爆発事件で如実に示された。そして、20世紀も年が進むにつれ、ピクリン酸よりも安定な爆薬であるトリニトロトルエン(TNT)とコルダイトに取って代わられていった。

脚注[編集]

  1. ^ 卜部 吉庸 『理系大学受験化学I・IIの新研究』株式会社三省堂刊、2007年10月10日出版
  2. ^ グラウバーは1670年に死去している。
  3. ^ Marc Ferro. The Great War. London and New York: Routeladge Classics, p. 98.