ثنائي ميثيل هيدرازين غير متماثل

الموسوعة الحرة

ثنائي ميثيل هيدرازين غير متماثل (يُختصر إلى UDMH ؛ ويُعرف أيضًا باسم 1،1-ثنائي ميثيل هيدرازين ، أو هيبتيل، أو جيبتيل ) هو مركب كيميائي صيغته H₂NN ( CH₃ ) ₂ ، ويُستخدم بشكل أساسي كوقود دافع للصواريخ . [ 4 ] في درجة حرارة الغرفة، يكون UDMH سائلًا عديم اللون، ذو رائحة نفاذة تشبه رائحة السمك والأمونيا، وهي رائحة نموذجية للأمينات العضوية . تتحول العينات إلى اللون الأصفر عند تعرضها للهواء، وتمتص الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. وهو قابل للامتزاج بالماء والإيثانول والكيروسين . عند تركيزات تتراوح بين 2.5 % و 95 % في الهواء، تكون أبخرته قابلة للاشتعال. وهو غير حساس للصدمات.

يوجد أيضًا ثنائي ميثيل هيدرازين متناظر (1،2-ثنائي ميثيل هيدرازين)، ولكنه أقل فائدة. [ 5 ] يمكن أكسدة UDMH في الهواء لتكوين العديد من المواد المختلفة، بما في ذلك المواد السامة. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

توليف

في عام 1875، قام إميل فيشر ، مكتشف فئة الهيدرازينات ومُطلقًا عليها هذا الاسم، بتحضير مركب UDMH لأول مرة عن طريق اختزال N-نيتروسوديميثيلامين باستخدام الزنك في حمض الخليك المغلي . [ 9 ] [ 10 ] درس إدوارد رينوف، تلميذ فيشر ، مركب UDMH لاحقًا بتوسع كجزء من أطروحته للدكتوراه. وتشمل الطرق المختبرية التاريخية الأخرى مثيلة الهيدرازين ، واختزال نيتروديميثيلامين، وأمينة ثنائي ميثيلامين باستخدام حمض أمينوبيرسلفوريك. [ 11 ]

يتم إنتاج UDMH صناعياً بطريقتين. [ 5 ] استناداً إلى عملية أولين راشيج ، تتضمن إحدى الطرق تفاعل أحادي الكلورامين مع ثنائي ميثيل أمين مما ينتج عنه كلوريد 1،1-ثنائي ميثيل هيدرازينيوم:

( CH₃ ) ₂NH + NH₂Cl → ( CH₃ ) ₂NNH₂ ⋅ HCl

في وجود محفزات مناسبة، يمكن تحويل أسيتيل هيدرازين إلى N-ثنائي ميثيل باستخدام الفورمالديهايد والهيدروجين للحصول على N,N-ثنائي ميثيل-N'-أسيتيل هيدرازين، والذي يمكن بعد ذلك تحلله مائياً:

CH 3 C(O)NHNH 2 + 2CH 2 O + 2H 2 → CH 3 C(O)NHN(CH 3 ) 2 + 2H 2 O
CH 3 C(O)NHN(CH 3 ) 2 + H 2 O → CH 3 COOH + H 2 NN(CH 3 ) 2

الاستخدامات

يُستخدم UDMH غالبًا في وقود الصواريخ عالي الاشتعال كوقود ثنائي الدفع مع مؤكسد رباعي أكسيد النيتروجين ، وبشكل أقل شيوعًا مع حمض النيتريك الأحمر المدخن المثبط ( IRFNA ) أو الأكسجين السائل . [ 12 ] يُعد UDMH مشتقًا من الهيدرازين ، ويُشار إليه أحيانًا باسم الهيدرازين. ويُوصَف كوقود في المواصفة MIL-PRF-25604 في الولايات المتحدة. [ 13 ]

يتميز وقود UDMH بثباته وإمكانية تخزينه لفترات طويلة في أنظمة وقود الصواريخ، مما يجعله خيارًا جذابًا للاستخدام في العديد من محركات الصواريخ السائلة ، على الرغم من تكلفته. في بعض التطبيقات، مثل نظام المناورة المدارية (OMS) في مكوك الفضاء أو محركات المناورة ، يُستخدم أحادي ميثيل الهيدرازين بدلاً منه نظرًا لارتفاع دافعيته النوعية قليلاً . في بعض الصواريخ التي تعمل بالكيروسين، يعمل UDMH كوقود بدء تشغيل لبدء الاحتراق وتسخين محرك الصاروخ قبل التحول إلى الكيروسين.

يتميز UDMH بثبات أعلى من الهيدرازين، خاصةً عند درجات الحرارة المرتفعة، ويمكن استخدامه كبديل له أو معهما في مزيج. يُستخدم UDMH في العديد من تصاميم الصواريخ الأوروبية والروسية والهندية والصينية. ومن أبرز مستخدمي UDMH الصاروخ الباليستي العابر للقارات الروسي SS-11 Sego (المعروف أيضًا باسم 8K84)، والصاروخ الباليستي العابر للقارات SS-19 Stiletto (المعروف أيضًا باسم 15A30)، وصاروخ Proton ، وصاروخ Kosmos-3M ، وصاروخ R-29RMU2 Layner ، وصاروخ R-36M ، وصاروخ Rokot (المبني على 15A30)، والصاروخ الصيني Long March 2 (الذي يُطلق عليه المهندسون الروس اسم "هيبتيل" (اسم رمزي من الحقبة السوفيتية ) [ 14 ] ). تستخدم عائلات صواريخ Titan و GSLV و Delta مزيجًا من 50% هيدرازين و50% UDMH، يُسمى Aerozine 50 ، في مراحل مختلفة. [ 15 ] هناك تكهنات بأنه الوقود المستخدم في الصواريخ الباليستية التي طورتها كوريا الشمالية واختبرتها في عام 2017. [ 16 ]

أمان

يُعدّ الهيدرازين ومشتقاته الميثيلية مواد سامة، ولكن لم تُنشر قيم الجرعة المميتة الوسطية (LD50 ). [ 17 ] وهو مُركّب أولي (عن طريق الأكسدة) لثنائي ميثيل نيتروزامين ، وهو مادة مُسرطنة. [ 18 ] تشير البيانات العلمية إلى أن استخدام ثنائي ميثيل هيدرازين غير المشبع (UDMH) في الصواريخ في قاعدة بايكونور الفضائية كان له آثار سلبية على البيئة. [ 19 ] ومن الأمثلة على ذلك كارثة نيديلين عام 1960، عندما تسرب ثنائي ميثيل هيدرازين غير المشبع (UDMH) ورباعي أكسيد النيتروجين من صاروخ بعد انفجار، مما أدى إلى مقتل عدد من المارة نتيجة الحروق والتسمم.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "ديمازين - ملخص المركب" . PubChem Compound . الولايات المتحدة الأمريكية: المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. 26 مارس 2005. التعريف . تم الاسترجاع في 21 فبراير 2012 .
  2. 1 2 3 4 دليل الجيب الخاص بالمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) حول المخاطر الكيميائية. "#0227" . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH).
  3. ↑ "1,1-ثنائي ميثيل هيدرازين" . تركيزات تشكل خطراً فورياً على الحياة أو الصحة . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية .
  4. ↑ سيمينكوف، إيفان؛ كوروليفا، تاتيانا (1 ديسمبر 2022). "مراجعة الأثر البيئي لانبعاثات عمليات إطلاق المركبات الفضائية: دراسة حالة للمناطق المتأثرة ببرنامج الفضاء الروسي" . مجلة علوم البيئة وبحوث التلوث . 29 (60): 89807-89822 . Bibcode : 2022ESPR...2989807S . doi : 10.1007/s11356-022-23888-8 . ISSN 1614-7499 . PMID 36346528. S2CID 253396676 .   
  5. 1 2 شيرمان، جان بيير؛ بوردودوك، بول (2001). "الهيدرازين". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a13_177 . رقم ISBN 3-527-30673-0.
  6. ↑ أليكسي ميليوشكين، أناستاسيا كارنايفا (2023). "منتجات تحويل ثنائي ميثيل هيدرازين غير المتماثلة: مراجعة". مجلة علوم البيئة الشاملة . 891 164367. Bibcode : 2023ScTEn.89164367M . doi : 10.1016/j.scitotenv.2023.164367 . PMID 37236454. S2CID 258899003 .  
  7. ↑ أوليانوفسكي، نيكولاي ف.؛ لاخمانوف، ديمتري إي.؛ بيكوفسكوي، إيليا إي.؛ فاليف، دانيل إي.؛ بوبوف، مارك س.؛ كوزيفنيكوف، ألكسندر يو.؛ كوسياكوف، ديمتري س. (15 يوليو 2020). "هجرة وتحول 1،1-ثنائي ميثيل هيدرازين في تربة مستنقعات الخث في موقع سقوط مرحلة صاروخية في شمال روسيا" . مجلة علوم البيئة الشاملة . 726 138483. Bibcode : 2020ScTEn.72638483U . doi : 10.1016/j.scitotenv.2020.138483 . ISSN 0048-9697 . PMID 32315849. S2CID 216073493 .   
  8. ↑ كوروليفا، تي في؛ سيمينكوف، آي إن؛ ليدنيف، إس إيه؛ سولداوفا، أو إس (1 فبراير 2023). "ثنائي ميثيل هيدرازين غير المتماثل (UDMH) ونواتج تحوله في التربة: مراجعة للمصادر، والكشف، والسلوك، والسمية، ومعالجة المناطق الملوثة" . مجلة علوم التربة الأوراسية . 56 (2): 210-225 . Bibcode : 2023EurSS..56..210K . doi : 10.1134/S1064229322602001 . ISSN 1556-195X . S2CID 257903133 .  
  9. ↑ هورست كونز (2002). "إميل فيشر - عالم كلاسيكي لا يُضاهى، رائد في أبحاث الكيمياء العضوية، ومُلهم رائد في الكيمياء الحيوية". Angewandte Chemie International Edition . 41 (23): 4439–4451 . doi : 10.1002/1521-3773(20021202)41:23 < 4439::AID-ANIE4439 > 3.0.CO ; 2-6 . PMID 12458504 . 
  10. ^ فيشر، إميل (يوليو ١٨٧٥). "Ueber die Hydrazinverbindungen der Fettreihe" . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 8 (2): 1587–1590 . دوى : 10.1002/cber.187500802203 . ISSN 0365-9496 . 
  11. ↑ "إجراءات التخليق العضوي" . orgsyn.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 نوفمبر 2024 .
  12. ↑ سيمينكوف، إيفان؛ كوروليفا، تاتيانا (1 ديسمبر 2022). "مراجعة الأثر البيئي لانبعاثات عمليات إطلاق المركبات الفضائية: دراسة حالة للمناطق المتأثرة ببرنامج الفضاء الروسي" . مجلة علوم البيئة وبحوث التلوث . 29 (60): 89807-89822 . Bibcode : 2022ESPR...2989807S . doi : 10.1007/s11356-022-23888-8 . ISSN 1614-7499 . PMID 36346528. S2CID 253396676 .   
  13. ↑ "مواصفات الأداء للوقود الدافع، ثنائي ميثيل هيدرازين غير عضوي (MIL-PRF-25604F)" . بحث سريع في قاعدة بيانات ASSIST . 11 مارس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 مايو 2020 .
  14. ↑ "في أعقاب انفجار صاروخ روسي، يحذر الخبراء من "تلوث كبير"" . 2 يوليو 2013.
  15. ↑ كلارك، جون د. (1972). الاشتعال! تاريخ غير رسمي للوقود السائل للصواريخ . مطبعة جامعة روتجرز. ص 45. ISBN  0-8135-0725-1.
  16. ↑ برود، ويليام جيه؛ سانجر، ديفيد إي. (17 سبتمبر 2017). "الوقود النادر والفعال الذي يُشغل أسلحة كوريا الشمالية" . صحيفة نيويورك تايمز .
  17. ↑ "بيانات السلامة لمركب ثنائي ميثيل هيدرازين غير المتماثل" ( الطبعة الرابعة). مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 2018. تم الاطلاع عليه في 23 يناير 2018 . 
  18. ↑ غانغادار تشودري، هيو هانسن (1998). "منظور صحة الإنسان للتعرض البيئي للهيدرازينات: مراجعة". كيموسفير . 37 (5): 801-843 . Bibcode : 1998Chmsp..37..801C . doi : 10.1016/S0045-6535(98)00088-5 . PMID 9717244 . 
  19. ↑ عبد الرزاق، ب. خ؛ موسى، ك. ش (21 يونيو 2015). "تأثير قاعدة بايكونور الفضائية على البيئة وصحة الإنسان" . المجلة الدولية لعلم الأحياء والكيمياء . 8 (1): 26-29 . doi : 10.26577/2218-7979-2015-8-1-26-29 . مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2016 - عبر ijbch.kaznu.kz.

للمزيد من القراءة

  • شميدت، إيكارت دبليو. (2022). "ثنائي ميثيل هيدرازين غير متماثل". ثنائي ميثيل هيدرازينات . موسوعة الوقود السائل . دي جرويتر. ص 1333-1562 . doi : 10.1515/9783110750287-016 . ISBN  978-3-11-075028-7.