CS223661B1 - Sposob výroby l,4-dinitro-tetrahydroimidazo[4,5-d]-imidazol- -2,5 (1H, 3H)-diónu - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká výroby l,4-dinitro-retra- hydroimidazo [ 4,5-d ] -imidazol-2,5 ( 1H, 3H J - -diónu nitráciou tetrahydroimidazo [ 4,5-d j- -imidazol-2,5 (1H, 3H)-diónu v prostředí ky ­ seliny dusičnej, pričom podmienky nitrácie sú volené v přítomnosti močoviny, čo má za následok zvýšenie výťažnosti a bezpeč ­ nosti procesu. Vynález je možné bez problé- mov využívat pri výrobě titulnej substancie.

Description

Vynález sa týká výroby 1,4-dinitroderivátu tetrahydroimidazo [ 4,5-d] -imidazol-2,5(1H, 3H)-diónu nitráciou tetrahydroimidazo [4,5-d]-imidazol-2,5(1H, 3Hj-diónu v prostředí kyseliny dusičnej, pričom podmlenky sú volené tak, že priaznivo ovplyvňujú výťažok a bezpečnost procesu.

Dinitroderiváty tetrahydroimidazo [4,5-d ] -imidazol-2,5(lH, 3H]-diónu známe tiež pod názvom dinitroglykolurily označované kódom DINGU, je možné získat nitráciou v prostředí kyseliny dusičnej a/alebo kyselinou dusičnou v prostředí acetanhydridu. Z prvého uvedeného variantu sa uvádza vznik zmesi 1,4-; 1,6-; a 1,3-dinitroderivátov (Encyclopedia of Explosives and Related Items. Vol. 6, PATR 2700, Picatinny Arsenal, Dover, 1974, str. G 117 až 118). 1,3-dinitroglykoluril je nestabilný a 1'ahko sa rozkládá vo vriacej vodě, čo umožňuje vhodnú volbu spůsobu izolácie produktu z nitrácie glykolurilu v prostředí kyseliny dusičnej s možnosťou získania zmesi izomérov s vysoko prevládajúcim obsahom 1,4-dinitroglykolurilu a prakktltíky neobsahujúcu 1,3-dinitroglykoluril.

Výťažok dinitroglykolurilov je vedla všeobecnej závislosti na reakčných podmienkach daný stabilitou glykolurilu, teda 2,4,6,8-tetraazalbicyklo-[ 3.3.0] oktánového skeletu v reakčnom prostředí. V prostředí dymivej kyseliny dusičnej je dominujúcou ved1'ajšou reakciou acldolýza glykolurilu, ktorú je možné do určitej mlery potlačit prídavkom substancie schopnej v acidolytických rovnovážných reakciách vystupovat na straně produktov reakcie.

Podl'a tohto vynálezu sposob výroby 1,4-dinitro-tetrahydroimidazo [ 4,5-d ] -imidazol-2,5 (1H, 3H)-diónu nitráciou tetrahydroimidazo [4,5-d]-imidazol-2,5(lH, 3H)-diónu v prostředí kyseliny dusičnej sa uskutočňuje tak, že proces nitrácie prebieha v přítomnosti močoviny pridávanej do nltračného systému naraz alebo postupné v množstve 0,05 až 15 % hmot., s výhodou v množstve 0,4 až 11,0 % hmot. vztiahnuté na hmotnost do reakcie braného tetrahydroimidazo [4,5-d ] -imidazol-2,5- (1H, 3H j -diónu.

Výhodou spůsobu podl’a vynálezu je tá skutočnost, že přítomnost močoviny v reakčnej zmesi priaznivo ovplyvňuje selektivitu a výťažnosť procesu v celom výhodnom rozsahu. Optimálny obsah močoviny prida61 ný ku kyselině dusičnej před nitráciou je

1,1 až 1,7 °/o hmot. na navážku glykolurilu. Pozitivny, avšak menej výrazný vplyv na výtažky dinitroglykolurilu má aj močovina vnášaná do reakčného systému ako aditívum aplikovaného glykolurilu.

Vedla uvedeného ekonomického efektu je výhodou tohto vynálezu aj zvýšenie stability reakčnej zmesi a teda bezpečnosti procesu v důsledku přítomnosti močoviny. Stabilizujúci vplyv močoviny pri nitrolýzach v prostředí kyseliny dusičnej (čs. pat. číslo 97100, čs. autorské osvedčenie č. 227 903). alebo esterifikáciách alifatických alkoholov kyselinou dusičnou alebo zmesou kyseliny dusičnej s kyselinou sírovou (čs. autorské osvedčenie č. 168 189) je dobré známy, a tak isto dobře interpretovaný v prácach V. Kadeřábek a J. Denkstein: Coll. Czech. Chem. Comun. 1960, 25, 1070; alebo tiež čs. autorské osvedčenie č. 227 903.

Nový a vyšší účinok dosahovaný v zmysle tohto vynálezu nebol v literatúre doposial' popísaný a je dokumentovaný nasledujňcimi príkladmi.

Příklad 1 hmot. dielov glykolurilu (90 min sušeného pri teplote 80 až 85 °C) sa za stálého miešania po dobu 4 až 5 minút vnáša do 500 obj. dielov kyseliny dusičnej 99,15%-nej. Pri vnášení glykolurilu je teplota reakčnej zmesi vonkajším chladením udržovaná ná 24 až 27 °C. Potom následuje zvýšenie teploty reakčnej zmesi vonkajším ohrevom v priebehu 6 až 7 minút na 50 až 53 °C a v tomto teplotnom rozmedzí sa udržuje po dobu 45 minút. Po tejto době je nitračná zmes tenkým prúdom opatrné vedená do 1000 obj. dielov variacej vody. Vzniknutá suspemzia je 10 minút refluxovaná a po vychladnutí na 15 až 20 °C je produkt izolovaný filtráciou, na filtri premytý vodou do neutoálaaej reakcie odchádzajúceho filtrátu, a potom sušený v tenkej vrstvě 4 hodiny pri teplote 80 až 85 °C.

Tento základný postup bol ešte páťkrát reprodukovaný s tým, že před vlastným vnášaním glykolurilu je v predloženej kyselině dusičnej rozpuštěné vždy určité množstvo močoviny. Výsledky prezentuje nasledujúca tabulka:

Množstvo močoviny v predlože- Výtažky 1,4-dinitro-glykolurilu nej kyselině dusičnej hmot. diely hmot. % na návažok hmot. diely % oproti teórii glykolurilu

0,0	0,0	67,0	82,04
0,2	0,4	68,7	84,12
0,7	1,4	69,2	84,73
1,4	2,8	68,7	84,12
3,5	7,0	68,1	83,38
5,5	11,0	67,5	82,65

222661

Příklad 2

Nitrácia glykolurilu sa robí ako v příklade 1, len s tým rozdielom, že použitý glykoluril v množstve 50 hmot. dielov je před vnášaním do kyseliny dusičnej zmiešaný s 1 hmot. dielom močoviny rovnakej kvality ako v příklade 1. Vzniká 67,9 hmot. dielov dinitroglykolurilu, čo představuje 83,14 % oproti teorii.

Claims (1)

1. PREDMET

   Spósob výroby 1,4-dinitro-tetrahydroimidazo[4,5-d]imidazol-2,5(lH, 3H)-diónu nitráciou tetrahydroimidazo [ 4,5-d ] -imidazol-2,5(1H, 3H)-diónu v prostředí kyseliny dusičnej, vyznačujúci sa tým, že proces nitrácie sa uskutočňuje v prostředí močoviny, pridáYNÁLEZU vanej do nitračného systému naraz alebo postupné v množstve 0,05 až 15,0 % hmot., s výhodou v množstve 0,4 až 11,0 % hmot., vztiahnuté na hmotnost do reakcie braného tetrahydroimidazo [4,5-d ] -imidazol-2,5 (1H, 3H)-diónu.