CS219190B1 - Spósob výroby l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu s obsahom l,4-dinitrotetrahydroimidazo[4,5-d]-imidazoI-2,5(lH,3H)-diónu - Google Patents

Description

Vynález sa týká výroby 1,3,5^7-tetranitrO“

1.3.5.7- tetraazacyklooktánu s obsahom 1,4-dinitrotetrahydroimidazo[4,5-d]-imidazol2,5(lH,3H)-diónu nitračným štiepením 1,5-endometylén-3,7-dinitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu v prostředí vytvorenom acetanhydridom, pričom podmienky reakcie sú modifikované tak, že priaznivo ovplyvňujú ekonomiku procesu.

1,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacykIooktán, nazývaný tiež oktogén a označovaný kódom HMX, sa bežne vyrába nitrolýzou hexametyléntetramínu (HMT) alebo štruktúrnych analógov ako sú 1,5endometyIén-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklo- oktan (DPT), l,5-diacetyl-3,7-dipitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktán (DADN) a l,5-dialkanoyl-3,7endometylén-1,3,5,7-tetraazacykloóktány.

Ako je známe (viď napr. bibliografiu E. Ju. Orlova a kok: Oktogen — termostojkoe vzryvčatoe veščestvo, Izdat. Nedra, 1975), syntéza 1,3,5,7tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu z hexametyléntetramínu prebieha cez l,5-endometylén43,7dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktán ako medziprodukt. Z hradiska zabezpečenia maximálneho výťažku oktogénu je vhodné nitrolýzu hexametyléntetramínu realizo^vaú tak, že najprv sa syntetizuje

1,5-endometylén-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktán a ten sa v ďalšom stupni nitrolyzuje na HMX. Všeobecne nitrolýzu l,5-endometylén-3,7dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu je možné realizovat’ 99%-nou kyselinou dusičnou, roztokom dusičnanu amónneho v dýmavej kyselině dusičnej a naopak roztokom dusičnanu amónneho v dýmavej kyselině dusičnej v prostředí acetanhydridu.

Podía najnovších póznatkov na vznik oktogénu pri nitrolýze l,5-endometylén-3,7-dinitro-l,3,5,7tetraazacyklooktánu priaznivo vplýva přítomnost’ močovinoformaldehydového kondenzátu (čs. autorské osvedčenie č, 2 2 7 9 0 7 .Vplyv močovinoformaldehydového kondenzátu spočívá pravděpodobně v tom, že vzhíadom na přítomnost’ elektronegatívnych karbonylových skupin v molekule týchto kondenzátov sú v danom reakčnom pros’tredí generované karbamóniové ióny. Karbamóniové ióny sa potom móžu zúčastňovat' v nitrolyzačnej zmesi a predchádzať tak nežiadúcim štiepeniam 1,3,5,7-tetraazacyklooktanového skeletu.

Podobného priaznivého účinku sa dosahuje týmto vynálezom, podía ktorého spósob výroby

1.3.5.7- tetranitro- 1,3,5,7-tetraazacyklooktánu s obsahom 1,4-dinitrotetrahydroimidazo[4,5-dJimidazol-2,5(lH,3H)-diónu nitrolýzou, 1,5-endometyIén-3,7-dinitro- 1,3,5,7-tetraazacyklooktánu v prostředí acetanhydridu uskutočňuje sa tak, že proces nitrolýzy sa robí v přítomnosti tetrahydroimidazo[4,5-d]-imidazol-2,5-(lH,3H)-diónu do reakčného systému přidávaného v množstve 0,001 až 0,100 molu na 1 mol do procesu braného

1.5- endometylén-3,7-dinitro-l,3_ř5,7-tetraazacyklooktánu.

Výhodou postupu podía vynálezu je zvýšenie výťažnosti procesu, teda zvýšenie využitia metylénovej bázy východiskového l,5-endometylén-3,7dinitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu.

Z reakcie v zmysle vynálezu rezultuje zmes ‘ l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu s 1,4-dinitrotetrahydroimidazo[4,5-d]-imidazoI2.5- (lH,3H)-dionom (DINGU). Prítomnosť DINGU v okťogéne je vítané, čoho dokladom je Belgický patentový spis č. 863 738, v ktorom sa popisuje jeho záměrné pridávanie k cyklickým nitramínom za účelom výroby cyklotolov respektive oktolov.

Ako vyplývá z príkladovej časti tohto vynálezu je výhodné použiť minimálně 0,0078 mólu tetrahydroimidazo[4,5-d]-imidazol-2,5-(lH,3H)-diónu na 1 mol do reakcie braného DPT. Horná hranica sa pohybuje okolo 0,1 molu a len výnimočne je i potřebné aplikovat’ váčšie množstvo.

Účinok, dosahovaný v zmysle tohto vynálezu nebol v literatúre doposiaí popísaný a dokumentuje ho nasledujúci příklad. v

Příklad 1

9,8 g (0,045 mol) l,5-endometylén-3,7-dinitro1,3,5,7-tetraazacyklooktánu sa suspenduje v 46 ml 96,8%-ného acetanhydridu (0,472 mol). Krezultujúcej suspenzii sa v priebehu 5 až 6 minút za _; miešania dávkuje roztok 11,3 g dusičnanu amónneho, obsahujúceho 0,67 % vlhkosti (0,140 mol dusičnanu .amónneho) v 13,4 m!98,l%-nej kyseliny dusičnej (0,313 mol mol kyseliny dusičnej). Pri nátoku kyseliny dusičnej sa teplota reakčnej zmesi chladením udržuje v rozmedzí 60 až 64 °C. Po skončení nátoku kyseliny sa realizuje 10-minútové doreagovanie pri teplote 58 až 62 °C. Potom sa přidá do reakčnej zmesi 200 g 75 až 85 °C teplej vody. Vzniklá suspenzia sa 30 minút refluxuje a po přidaní cca 0,1 g tenzidů — Slovaponu N (vodný roztok pěnivého neiónového biologicky odbúrateíného tenzidů na báze zmesi oxyetylovaných mastných alkoholov s 15 % hmot. vody) sa za horúca filtruje. Po premytí produktu do vymiznutia kyslej reakcie filtrátu sa realizuje jeho sušenie pri teplote 80 až 85 °C.

Postup je 7-krát opakovaný vždy s obsahom určitého množstva tetrahydroimidazo[4,5-d]-imidazol-2,5(lH,3H)-diónu v reakčnom systéme. Výsledky prezentuje nasledujúca tabulka číslo 1:

Tabulka 1

Množstvo přidaného glykolurilu	Výťažok produktu (g)	Obsah DINGU v produkte (% hmot)	Výťažky oproti teórii (% hmot)
(8)	moly na 1 mol DPT	HMX	DINGU
0,00	0,0000	6,90	0,00	51,86	—
0,05	0,0078	7,90	1,01	58,77	97,9
0,10	0,0156	8,30	1,91	61,40	97,0
0,20	0,0313	8,80	3,41	63,88	91,8
0,30	0,0470	8,85	4,32	63,50	78,0
0,40	0,0625	8,45	4,44	60,62	57,4
0,55	0,0860	7,60	1,97	56,37	16,7
0,64	0,1000	7,30	0,68	54,40	4,7

PREDMET

Claims (1)

1. Sposob výroby l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu s obsahom 1,4-dinitrotetrahydroimidazo[4,5-d]-imidazol-2,5(lH,3H)-diónu nitrolýzou, l,5-endometylén-3,7-dinitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu v prostředí acetanhydridu vyznačujúci sa tým, že proces nitrolýzy sa uskutočňuje

   VYNÁLEZU v přítomnosti tetrahydroimidazo[4,5-d]-imidazol2,5(lH,3H)-diónu do reakčného systému přidávaného v množstve 0,001 až 0,100 molu na 1 mol do procesu braného l,5-endometylén-3,7-dinitro1,3,5,7-tetraazacyklooktánu.