神秘炸藥母親的歷史:乙酮過氧化物如何在1895年被發現?

乙酮過氧化物,也稱為APEX或「撒旦之母」,是一種有機過氧化物,並被歸類為主要炸藥。這種物質是通過乙酮與氫過氧化物的反應生成的,進而產生線性單體及環狀二聚體、三聚體和四聚體形式。這種白色結晶粉末在不純時會散發出類似漂白水的氣味,而在純淨時則有著水果的芬芳。乙酮過氧化物具有極高的爆炸性,當受到熱、摩擦、靜電、濃硫酸、強紫外線輻射或沖擊時,能夠引發強烈的爆炸。

乙酮過氧化物的歷史

乙酮過氧化物的發現歷史可以追溯到1895年,德國化學家理查德·沃爾芬斯坦(Richard Wolffenstein)在這一年首度將乙酮與氫過氧化物混合。在將這兩種成分靜置一週後,混合物中沉澱出少量結晶,並測得其熔點為97 °C(207 °F)。

在1899年,阿道夫·馮·拜耳(Adolf von Baeyer)和維克多·維利格(Victor Villiger)描述了首個乙酮過氧化物二聚體的合成過程,並借助酸來合成兩種過氧化物。

隨著科學研究的深入,拜耳和維利格以氯化鉀氯酸鉀和乙酮,並在冷卻下進行合成。他們採用冷卻的乙太層分離產品,進行純化後發現其熔點為132–133 °C(270–271 °F)。他們還利用鹽酸對乙酮和氫過氧化物的冰冷混合物進行添加來合成三聚體。在20世紀中葉,米拉斯(Milas)與戈盧博維奇(Golubović)進一步研究了這些合成方法及其產物。

化學特性與安全性

乙酮過氧化物最常用於指稱環狀三聚物,這是氫過氧化物與乙酮進行酸催化的親核加成反應的產物。該反應中除了環狀三聚物外,還有開鏈雙聚物和開鏈二氫過氧化物單體的形成。根據試劑及酸催化劑的濃度不同,環狀三聚物通常是主要產物。然而,當在中性環境下進行反應時,最終產物則是單體有機過氧化物。

乙酮過氧化物,每種形式均對引爆非常敏感,在特定條件下,其裝置可在相對較低溫度下引發意外爆炸。

由於其高度的穩定性,乙酮過氧化物被廣泛用於印刷、塑膠和其他化學工業的反應發起劑,然而這種物質的存在也為化學過程帶來了潛在的危險。例如,三乙酮過氧化物是光化學氧化中常見的污染物之一,尤其在二異丙醚的合成過程中。

在恐怖活動中的使用

自2001年以來,乙酮過氧化物被廣泛用於恐怖主義之中,特別是在多起自殺攻擊和炸彈襲擊中。最著名的例子是於2005年7月7日的倫敦爆炸事件,導致52人喪生,700多人受傷。

曾經使用過乙酮過氧化物的襲擊包括2001年「鞋子炸彈客」理查德·里德的失敗事件,以及2015年巴黎襲擊等多宗重大事件。

因為乙酮過氧化物的高度易得性,其製作材料通常來自普通消費品,例如美髮漂白劑和指甲油去除劑,使得這種炸藥成為恐怖分子的優選。此外,傳統的爆炸物檢測設備難以識別這類無氮炸藥,這也讓它更加隱蔽。

未來研究與反應措施

隨著對乙酮過氧化物危險性的認識加深,許多國家已開始立法限制氫過氧化物的銷量,並對其含量進行嚴格的規範。炸藥檢測器的現代化改進,使得它們能夠成功識別出這樣的炸藥,有助於減少未來的安全威脅。

然而,乙酮過氧化物的高爆炸性及其所引發的意外爆炸仍讓人倍感擔憂。擁有如此易得的製造原材料,是否會引發更多的社會問題與恐懼呢?

乙酮過氧化物(TATP)歷史與特性概覽
項目 內容
發現者 理查德·沃芬斯坦(Richard Wolffenstein)
發現年份 1895年
重要化學家 阿道夫·馮·拜耳(Adolf von Baeyer)、維克托·維利格(Victor Villiger)
化合物類型 雙聚體(DADP)、三聚體(TATP)、四聚體
合成方法 乙酮和過氧化氫在酸性催化劑作用下反應
合成比例 30%過氧化氫、乙酮和鹽酸的1:1:0.25摩爾比
穩定性 相對不穩定,易升華,可能導致爆炸
歷史事件 2005年倫敦爆炸、2015年巴黎襲擊等
檢測挑戰 不含氮,早期爆炸物探測器無法檢測
氣味識別 釋放特有氣味,易滲透衣物和頭髮
法律監管 歐盟限制過氧化氫銷售濃度以減少非法製造

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