5(СН3)2СО + 4Br + Н2SO4 + NaClO3 = 4СH2BrСОСН3 + СН2ClСОСН3 + NaHSO4 + 3H2O
Эта смесь также действительна, как и бром-ацетон, но производство ее гораздо дешевле; общие свойства мартонита весьма сходны со свойствами бром-ацетона.
Способы получения этих двух соединений совершенно одинаковы. Около 1/3 их количества, добытого заводским путем, изготовлялось из метил-этил-кетона, получаемого при перегонке дерева. Водные растворы хлорноватых солей калия или натрия, в присутствии ацетона или метил-этил-кетона, обрабатывались требуемыми количествами брома. Реакция с ацетоном протекает следующим образом:
СН3СОСН3 + Br2 = СН2ВrСОСН3 + НBr
Для каждой нагрузки употреблялось 10 кгм-молекул ацетона или метил-этил-кетона.
Для окисления выделяющейся при реакции бромистоводородной кислоты брался избыток хлорноватых солей, в размере 10 % против требуемого по расчету. Вода и кетон смешивались в весовом отношении 2 частей воды на одну часть кетона. На каждую килограмм-молекулу кетона-брома шло на 10 % более теоретического расчета.
Реакция производилась или в глиняных сосудах или в железных котлах, обмазанных внутри глиной. Котлы были снабжены деревянными мешалками и имели различный об'ем от 4000 до 5000 литров. Они ставились в деревянные баки и охлаждались проточной водой. Сначала растворяли хлорноватую соль в воде, потом прибавляли кетон. В эту смесь медленно вливался бром, при беспрерывном помешивании раствора и температуре от 30° до 40 °C. Время, требовавшееся для прибавления брома, составляло приблизительно 48 часов. По окончании реакции масло выливали в железный сосуд и мешали с окисью магния (в присутствии небольшого количества воды), для нейтрализации свободной кислоты. Затем его выделяли и отсушивали над хлористым кальцием. Образчик полученного вещества брался на испытание, которое производилось при помощи перегонки, чтобы узнать какая часть его имеет температуру кипения ниже 130°, если был взят метил-этил-кетон. Если при этой температуре перегонялось менее 10 % продукта, то бромирование считалось удовлетворительным. Если, наоборот, при низкой температуре отгонялся больший процент, то продукт подвергался вторичному бромированию. Анализы показали, что полученное таким образом вещество содержит немного менее теоретически требуемого количества моно-бром-кетона.
Наконец, готовый продукт перекачивался посредством отсасывания или под давлением в вагоны-цистерны. Вначале употреблялись цистерны со свинцовой обкладкой, но впоследствии было найдено, что они могут быть заменены железными цистернами. Имея в виду небольшое количество бромисто-водородной кислоты, выделяющейся медленно с течением времени, к готовому продукту прибавлялось немного окиси магния. Количество окиси равнялось приблизительно 1/1000 части веса кетона. При употреблении окиси магния было найдено, что бром-кетон может сохраняться без видимого распада около 2 месяцев.
Выход продукта из 580 кгм. ацетона (10 кгм. — мол.) равен 1,100 кгм.
Выход из 720 кгм. метил-этил-кетона (10 кгм. — мол.) равен 1,260 кгм.
Употребление этил-иодо-ацетона рекомендовалось в то время, когда цены на бром были слишком высоки. При нормальных условиях иод дороже брома, вследствие чего применение этого продукта невыгодно. Этил-иодо-ацетат представляет собой очень сильный лакриматор и более устойчив, чем галоидо-замещенные кетоны, так что употребление его можно рекомендовать в небольших количествах.
Этил-иодо-ацетат приготовляется посредством реакции иодистого натра на спиртовый раствор этил-хлор-ацетата. Он представляет собой бесцветное масло, кипящее при 178 — 180 °C (69 °C при 12 мм.) и имеет плотность около 1,8. Он гораздо менее летуч, чем бром-ацетон, имеет упругость пара 0,54 мм. ртутного столба при 20 °C. Этил-иодо-ацетат приблизительно втрое менее ядовит, чем бром-ацетон, но, как лакриматор, имеет такое же значение.
"Бромистый бензил" также употреблялся в первое время войны, обычно в смеси с бром-ацетоном. Применявшийся продукт не был чистым бромистым бензилом, так как получался при реакции брома на ксилил, и скорее должен быть назван "бромистым ксилилом".
Чистый бромистый бензил представляет бесцветную жидкость, кипящую при температуре 198–199 °C и имеющую запах, напоминающий кресс или горчичное масло. Применявшийся на войне препарат является, вероятно, смесью моно и ди-бромо производных, кипящей при 210–220 °C и имеющий плотность 1,3 при температуре 20 °C. Смесь бромистого бензина и ксилила, употреблявшаяся германцами, была известна под маркой "Т-Stoff", тогда как смесь 88 % бромистого усилила и 12 % бром-ацетона называлась "зеленый Т-Stoff".
Так же, как и для галоидо-замещенных ацетонов, для этих соединений было необходимо иметь снаряды со внутренней свинцовой оболочкой. Можно употреблять снаряды со стеклянной или эмалевой оболочкой, которые дают также хорошие результаты. Несмотря на трудность их изготовления, к концу войны были достигнуты вполне удовлетворительные результаты.
Вещество "Т" может быть уловлено обонянием при концентрации 1 части на 100 миллионов частей воздуха и вызывает обильное слезотечение при содержании 1:1.000.000. Оно обладает высокой стойкостью и при благоприятных условиях может сохранить свою действительность в течение нескольких дней. Хотя оно не сильно ядовито, но, тем не менее, французские войска много пострадали от него во время бомбардировки в Аргонне, летом 1915 года.
Были сделаны опыты над многими ароматическими галоидными производными, и некоторые из них оказалось очень хорошими лакриматорами. Трудности их приготовления в крупном масштабе, заставили отказаться от их применения на практике, особенно после того, как было открыто такое ценное для войны соединение, как циан-бром-бензил.
Циан-бром-бензил, с химической точки зрения, является α-бром-α-толу-нитрилом или нитрилом фенил-бром-уксусной кислоты С6Н5CHBrCN. Он получается при действии брома на цианистый 'бензин.
Цианистый бензил приготовляется посредством действия цианистого натра на смесь равных частей 95 % спирта и хлористого бензила. Хлористый бензил в свою очередь получается хлорированием толуола при 100°. Исходные материалы должны быть весьма чисты, чтобы реакция образования цианистого бензила могла протекать гладко. Цианид подвергался фракционированной перегонке, и часть, кипящая в пределах трех градусов (чистый продукт кипит при 231,7 °C), обрабатывалась парами брома, смешанными с воздухом. Оказалось необходимым активировать реакцию при помощи солнечного или искусственного света или прибавлением небольшого количества циан-бром-бензина.
По удалении током воздуха образовавшейся бромисто-водородной кислоты, продукт, получающийся при этой реакции, достаточно чист и пригоден для употребления в качестве лакриматора. Он плавится при температуре от 16 до 22 °C, тогда как чистое соединение плавится при 29 °C. Он не выдерживает перегонки даже при очень сильном вакууме. Он имеет малую упругость пара и является потому очень стойким лакриматором.
Циан-бром-бензил почти так же ядовит, как и хлор, но действует, как лакриматор, во много раз сильнее, чем любой из галоидо-замещенных кетонов или ароматических производных, подвергнутых изучению. Он имеет довольно приятный запах и производит впечатление ожога на слизистые оболочки.
Подобно другим галоидным производным, для хранения на продолжительное время он требует снарядов со свинцовой или эмалированной внутренней оболочкой.
При всех указанных работах Соединенные Штаты оказались в весьма невыгодном положении. В то время, как союзники и германцы наладили производство лакриматоров и могли употреблять их в снарядах не позднее месяца по изготовлении, Соединенные Штаты, приготовляя аналогичные снаряды в Эджвудском Арсенале, могли быть уверены, что пройдут три месяца, пока станет возможно применять их на войне. Поэтому было необходимо применять гораздо большие предосторожности для получения чистого газа, пригодного для военных целей, и при изготовлении обкладок для снарядов.