بيروكسيد الأسيتون

بيروكسيد الأسيتون ( / æsəˈtəʊnpɛrˈɒksaɪd /​​​​​​​​​​​​​​^يُعرف أيضًا باسمAPEXوأمالشيطان ^{[ 3 ] [ 4 ]} ، وهوبيروكسيد عضويومتفجرأولي. يُنتج من تفاعلالأسيتونوبيروكسيدالهيدروجينومحفز حمضي قوي، لينتج خليطًا منالمونومروالدايمرالحلقي والترايمروالتترامر. المونومر هوثنائي ميثيل ديوكسيران.يُعرفالدايمر باسم ثنائي بيروكسيد ثنائي الأسيتون(DADP). يُعرف الترايمر باسمثلاثي بيروكسيد ثلاثي الأسيتون(TATP) أوبيروكسيد الأسيتون ثلاثي الحلقات(TCAP). يتخذ بيروكسيد الأسيتون شكل مسحوق بلوري أبيض ذي رائحة مميزةالمُبيضغيرنقي، أو رائحة تشبه رائحة الفاكهة عندما يكون نقيًا، ويمكن أنينفجربقوة عند تعرضهللحرارةأوالاحتكاكأوالكهرباء الساكنةأوحمض الكبريتيك المركزالأشعة فوق البنفسجيةالقويةأوالصدمات. حتى عام 2015 تقريبًا، لم تكن أجهزة الكشف عن المتفجرات مُجهزة للكشف عن المتفجرات غير النيتروجينية، لأن معظم المتفجرات المستخدمة قبل ذلك التاريخ كانت نيتروجينية. أما مادة TATP، الخالية من النيتروجين، فقد استُخدمت كمتفجرة مفضلة في العديد منالهجماتالإرهابية

اكتُشف بيروكسيد الأسيتون (وتحديدًا، ثلاثي بيروكسيد الأسيتون) عام 1895 على يد الكيميائي الألماني ريتشارد وولفنشتاين . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} قام وولفنشتاين بخلط الأسيتون مع بيروكسيد الهيدروجين ، ثم ترك المزيج لمدة أسبوع في درجة حرارة الغرفة، وخلال هذه الفترة ترسبت كمية صغيرة من البلورات، والتي بلغت درجة انصهارها 97 درجة مئوية (207 درجة فهرنهايت) . ^{[ 8 ]}  

في عام ١٨٩٩، وصف أدولف فون باير وفيكتور فيليجر أول عملية تخليق للدايمر، كما وصفا استخدام الأحماض في تخليق كلا البيروكسيدين. ^{[ ٩ ] [ ١٠ ] [ ١١ ] [ ١٢ ] [ ١٣ ]} حضّر باير وفيليجر الدايمر بمزج بيرسلفات البوتاسيوم في ثنائي إيثيل الإيثر مع الأسيتون، مع التبريد. بعد فصل طبقة الإيثر، نُقّي المنتج ووُجد أنه ينصهر عند ١٣٢-١٣٣ درجة مئوية (٢٧٠-٢٧١ درجة فهرنهايت) . ^{[ ١٤ ]} ووجدا أنه يمكن تحضير الترايمر بإضافة حمض الهيدروكلوريك إلى خليط مبرد من الأسيتون وبيروكسيد الهيدروجين. ^{[ 15 ]} باستخدام انخفاض درجات التجمد لتحديد الأوزان الجزيئية للمركبات، توصلوا أيضًا إلى أن شكل بيروكسيد الأسيتون الذي حضروه باستخدام بيرسلفات البوتاسيوم كان ثنائيًا، بينما كان بيروكسيد الأسيتون الذي تم تحضيره باستخدام حمض الهيدروكلوريك ثلاثيًا، مثل مركب وولفنشتاين. ^{[ 16 ]}  

وقد تم إجراء المزيد من الأبحاث حول هذه المنهجية والمنتجات المختلفة التي تم الحصول عليها في منتصف القرن العشرين من قبل ميلاس وجولوبوفيتش. ^{[ 17 ]}

يُستخدم الاسم الكيميائي بيروكسيد الأسيتون بشكل شائع للإشارة إلى المركب الحلقي الثلاثي، وهو ناتج تفاعل بين مادتين أوليّتين ، بيروكسيد الهيدروجين والأسيتون، في إضافة نيوكليوفيلية محفزة حمضياً ، على الرغم من إمكانية وجود أشكال أحادية وثنائية أيضاً. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

على وجه التحديد، يمكن أيضًا تكوين ثنائيين، أحدهما حلقي ( C6H12O4 _{) والآخر ذو} سلسلة مفتوحة ( C6H14O4)، بالإضافة إلى مونومر ثنائي هيدروبيروكسيد مفتوح (C3H8O4 ) _{، [} 20 _] ؛ ^في _ظل ^{مجموعة معينة} _من ظروف تركيز الكاشف والمحفز _الحمضي ، يكون الثلاثي الحلقي هو الناتج الرئيسي. ^{[ 17 ]} في ظل ظروف متعادلة، يُذكر أن التفاعل ينتج بيروكسيد عضوي أحادي . ^{[ 17 ]} كما وُصف شكل رباعي، في ظل ظروف تحفيزية مختلفة، ^{[ 21 ]} وإن لم يخلُ الأمر من خلافات وجدل. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

الطريقة الأكثر شيوعًا للحصول على TATP نقي تقريبًا هي استخدام بيروكسيد الهيدروجين _{/ الأسيتون} /حمض الهيدروكلوريك بنسب مولية 1:1:0.25، مع استخدام بيروكسيد الهيدروجين بتركيز 30%. يحتوي هذا المنتج على كمية ضئيلة جدًا أو معدومة من DADP مع آثار ضئيلة جدًا من المركبات المكلورة. يمكن الحصول على منتج يحتوي على نسبة عالية من DADP من بيروكسيد الهيدروجين بتركيز 50% _{باستخدام} كميات _كبيرة من حمض الكبريتيك المركز كمحفز، أو بديلًا عن ذلك باستخدام بيروكسيد الهيدروجين بتركيز 30% وكميات كبيرة من حمض الهيدروكلوريك _{كمحفز .} ^{[ 23 ]}

يُعتبر المنتج المُصنّع باستخدام حمض الهيدروكلوريك أكثر استقرارًا من المنتج المُصنّع باستخدام حمض الكبريتيك. ومن المعروف أن وجود آثار من حمض الكبريتيك داخل بلورات بيروكسيد الأسيتون المتكونة يؤدي إلى عدم استقرارها. في الواقع، يمكن لحمض الكبريتيك المحتبس أن يُحدث انفجارًا عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) . وهذه هي الآلية الأكثر ترجيحًا وراء الانفجارات العرضية لبيروكسيد الأسيتون التي تحدث أثناء التجفيف على الأسطح الساخنة. ^{[ 24 ]}  

تُعدّ البيروكسيدات العضوية عمومًا مواد متفجرة حساسة وخطيرة، وجميع أشكال بيروكسيد الأسيتون حساسة للاشتعال . يتحلل TATP بشكل انفجاري؛ وتشير دراسة التحلل الانفجاري لـ TATP على حافة جبهة الانفجار إلى "تكوّن الأسيتون والأوزون كنواتج التحلل الرئيسية، وليس نواتج الأكسدة المتوقعة بديهيًا". ^{[ 25 ]} ينتج عن التحلل الانفجاري لـ TATP على حافة جبهة الانفجار حرارة ضئيلة جدًا؛ ويشير التحليل الحسابي السابق إلى أن تحلل TATP هو انفجار إنتروبي . ^{[ 25 ]} ومع ذلك، فقد طُعن في هذه الفرضية لعدم توافقها مع القياسات الفعلية. ^{[ 26 ]} وقد رُبط ادعاء الانفجار الإنتروبي بالأحداث التي تقع خلف جبهة الانفجار مباشرةً. وقد ذكر مؤلفو دراسة دوبنيكوفا وآخرون (2004) أن... تؤكد الدراسة أن تفاعل الأكسدة والاختزال النهائي (الاحتراق) للأوزون والأكسجين والأنواع النشطة إلى ماء وأكاسيد مختلفة وهيدروكربونات يحدث في غضون 180 بيكو ثانية تقريبًا بعد التفاعل الأولي، أي في حدود ميكرون واحد من موجة الانفجار. تصل بلورات TATP المتفجرة في النهاية إلى درجة حرارة 2300 كلفن (2030 درجة مئوية؛ 3680 درجة فهرنهايت) وضغط 80 كيلوبار. ^{[ 27 ]} تبلغ طاقة الانفجار النهائية حوالي 2800 كيلوجول/كيلوجرام (مقاسة بالهيليوم)، وهي كافية لرفع درجة حرارة المنتجات الغازية لفترة وجيزة إلى 2000 درجة مئوية (3630 درجة فهرنهايت) . يبلغ حجم الغازات في الظروف القياسية 855 لتر/كيلوجرام لـ TATP و713 لتر/كيلوجرام لـ DADP (مقاسة بالهيليوم). ^{[ 26 ]}      

يُذكر أن الشكل الرباعي لبيروكسيد الأسيتون، المُحضر في ظروف متعادلة باستخدام عامل حفاز من القصدير بوجود عامل مخلبي أو مثبط عام للكيمياء الجذرية ، أكثر استقرارًا كيميائيًا، على الرغم من أنه لا يزال مادة متفجرة أولية شديدة الخطورة . ^{[ 21 ]} وقد تم التشكيك في طريقة تحضيره. ^{[ 23 ]}

يُعد كل من TATP وDADP عرضةً لفقدان الكتلة عن طريق التسامي . يتميز DADP بوزن جزيئي أقل وضغط بخاري أعلى ، مما يجعله أكثر عرضةً للتسامي من TATP. قد يؤدي ذلك إلى نمو بلوري خطير عند ترسب الأبخرة إذا تم تخزين البلورات في وعاء ذي غطاء ملولب. كما تُؤدي عملية التسامي والترسيب المتكررة إلى تغيير في حجم البلورات عبر نضج أوستوالد . يمكن استخدام عدة طرق لتحليل آثار TATP، ^{[ 28 ]} بما في ذلك كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (GC-MS)، ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]} وكروماتوغرافيا السائل عالي الأداء-مطياف الكتلة (HPLC-MS)، ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]} وكروماتوغرافيا السائل عالي الأداء مع الاشتقاق بعد العمود. ^{[ 39 ]} يذوب بيروكسيد الأسيتون في التولوين والكلوروفورم والأسيتون وثنائي كلورو الميثان والميثانول. ^{[ 40 ]} قد ينتج عن إعادة بلورة المتفجرات الأولية بلورات كبيرة تنفجر تلقائيًا بسبب الإجهاد الداخلي. ^{[ 41 ]}

• 
  بيروكسيد الأسيتون رباعي الوحدات
• 
  رواسب بلورية من مادة TATP المتسامية.

تُستخدم بيروكسيدات الكيتون ، بما في ذلك بيروكسيد الأسيتون وبيروكسيد ميثيل إيثيل كيتون ، كمحفزات لتفاعلات البلمرة ، مثل راتنجات السيليكون أو البوليستر ، في صناعة المواد المركبة المدعمة بالألياف الزجاجية . لهذه الاستخدامات، تكون البيروكسيدات عادةً على شكل محلول مخفف في مذيب عضوي؛ ويُعد بيروكسيد ميثيل إيثيل كيتون أكثر شيوعًا لهذا الغرض، نظرًا لثباته أثناء التخزين.

يُستخدم بيروكسيد الأسيتون كعامل تبييض للدقيق لتبييضه و"إنضاجه". ^{[ 42 ]} تُعدّ بيروكسيدات الأسيتون نواتج ثانوية غير مرغوب فيها لبعض تفاعلات الأكسدة، مثل تلك المستخدمة في تخليق الفينول . ^{[ 43 ]} ونظرًا لطبيعتها المتفجرة، فإن وجودها في العمليات الكيميائية والعينات الكيميائية يُشكّل خطرًا محتملاً. على سبيل المثال، يُعدّ بيروكسيد ثلاثي الأسيتون الملوث الرئيسي الموجود في ثنائي إيزوبروبيل الإيثر نتيجةً للأكسدة الكيميائية الضوئية في الهواء. ^{[ 44 ]} ومن الممكن حدوث ذلك عرضيًا في مختبرات تصنيع MDMA غير المشروعة. ^{[ 45 ]}

تُستخدم طرق عديدة للحد من ظهورها، بما في ذلك تغيير درجة الحموضة إلى درجة قلوية أكبر، أو ضبط درجة حرارة التفاعل، أو إضافة مثبطات لإنتاجها. ^{[ 43 ]}

استُخدمت مادة TATP في الهجمات بالقنابل والهجمات الانتحارية وفي العبوات الناسفة اليدوية الصنع، بما في ذلك تفجيرات لندن في 7 يوليو 2005 ، حيث قتل أربعة انتحاريين 52 شخصًا وأصابوا أكثر من 700. ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]} وكانت إحدى المتفجرات التي استخدمها "مفجر الأحذية" ريتشارد ريد ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 49 ]} في محاولته الفاشلة لتفجير الأحذية عام 2001، واستُخدمت من قبل الانتحاريين في هجمات باريس في نوفمبر 2015 ، ^{[ 52 ]} وتفجيرات بروكسل عام 2016 ، ^{[ 53 ]} وتفجير مانشستر أرينا ، وهجوم بروكسل في يونيو 2017 ، ^{[ 54 ]} وتفجير بارسونز جرين ، ^{[ 55 ]} وتفجيرات سورابايا ، [ ^{56 ] وتفجيرات} عيد الفصح في سريلانكا عام 2019 . ^{[ 57 ] [ 58 ]} تزعم شرطة هونغ كونغ أنها عثرت على كيلوغرامين (4.4 رطل) من مادة TATP بين الأسلحة ومواد الاحتجاج في يوليو/تموز 2019، عندما كانت الاحتجاجات الجماهيرية جارية ضد قانون مقترح يسمح بتسليم المطلوبين إلى بر الصين الرئيسي . ^{[ 59 ]} يبلغ ضغط الموجة الصدمية لمادة TATP 70% من ضغط الموجة الصدمية لمادة TNT، بينما تبلغ قوة الدفع الموجبة 55% من قوة الدفع المكافئة لمادة TNT . تبلغ قوة تفجير مادة TATP عند كثافة 0.4 غ/سم³ ^حوالي ثلث قوة تفجير مادة TNT عند كثافة 1.2 غ/سم³ ^، وذلك وفقًا لاختبار هيس. ^{[ 60 ]}  

يُعدّ مركب TATP جذابًا للإرهابيين لسهولة تحضيره من مكونات متوفرة في الأسواق، مثل مُبيّض الشعر ومزيل طلاء الأظافر. ^{[ 52 ]} كما أنه كان قادرًا على الإفلات من الكشف لكونه من المتفجرات القليلة شديدة الانفجار التي لا تحتوي على النيتروجين ، ^{[ 61 ]} وبالتالي كان بإمكانه المرور دون أن يُكتشف عبر أجهزة الكشف عن المتفجرات القياسية ، المصممة سابقًا للكشف عن المتفجرات النيتروجينية. ^{[ 62 ]} وبحلول عام 2016، تم تعديل أجهزة الكشف عن المتفجرات لتتمكن من الكشف عن مركب TATP، كما تم تطوير أنواع جديدة منها. ^{[ 63 ] [ 64 ]}

اتُخذت تدابير تشريعية في الاتحاد الأوروبي للحد من بيع منتجات بيروكسيد الهيدروجين بتركيزات لا تتجاوز 12% للجمهور. ^{[ 65 ]} ومن أبرز عيوبه قابليته العالية للانفجار العرضي، مما يتسبب في إصابات ووفيات بين صانعي القنابل غير الشرعيين، الأمر الذي أدى إلى تسميته بـ"أم الشيطان". ^{[ 64 ] [ 61 ]} وقد عُثر على مادة TATP في الانفجار العرضي الذي سبق الهجمات الإرهابية عام 2017 في برشلونة والمناطق المحيطة بها . ^{[ 66 ]}

غالباً ما يُكشف عن إنتاج مادة TATP على نطاق واسع من خلال روائح قوية تشبه رائحة المُبيّض أو الفواكه. بل قد تتغلغل هذه الرائحة في الملابس والشعر بكميات ملحوظة؛ وقد ورد ذلك في تفجيرات بروكسل عام 2016. [ ^{67 ] عُثر} على مادة TATP في القنابل المستخدمة في محاولة تفجير مدينة نيويورك عام 2016 خارج قصر غرايسي في الجانب الشرقي العلوي من مانهاتن، نيويورك ، لكن العبوات لم تنفجر. ^{[ 68 ] [ 69 ]}

• وسائط متعلقة ببيروكسيد الأسيتون على ويكيميديا ​​كومنز