CS227913B1 - Spósob výroby 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu nitrolýzou 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-1,3,5,7-tatraazacyklooktánu - Google Patents

Abstract

Vynález ee týká spdsobu výroby 1,3,5,7- -tetranitro-1,3,5,7-tetraezacyklooktéňu nitrolýzou 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-1,3,5,- 7-tetraazaeyklooktánu kyselinou dusičnou obsahujdeou oxid dusičný, rieči výrobu tltulnej zldčenjny tak, ze proces nltrolýzy sa uskutočňuje v přítomnosti močoviny do nitrolyzačného systému prldanej v množstve 0,05 až 10,0 % hmot., počítané na hmotnost do reekcie vstupujúeeho 1,5-diaoetyl-3,7-dinltro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu.

Description

227913 2

Vynález sa týká výroby 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu nltrolýzou 1,5-dlacetyl-3,7-dlnitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu zmesou kyseliny dusifinej a oxidudusičného, prlEom podmlenky reskcie sú volené tak, Se prlaznivo ovplyvňujú ekonomikuprocesu. 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5-7- tetraasecyklooktán, nasávaný tiež oktogén a označovanýkódom HMX, se beSne vyrába nltrolýzou hexametyléntetramínu, s výhodou v prostředí kyse-liny octovej a aoetanhydridu, alebo nitrolýsou 1,5-endometylén-3,7-dinltro-1,3-5,7-tetra-azacyklooktánu (Orlova E. Ju. a kol.: Oktogen - termostojkoje vzryvfiatoje veSSestvo,

Izdat. Nedra. Moskva, 1978). V posledných rokoch sa vgak v llteratúre objevili údaje o proeesoch výroby oktogénu,vychédsajúce tiež z hexametyléntetramínu, ktorý je vgak najprv převedený na 1,5-dialkanoyl--3,7-endometylén-1,3,5,7-tetraazacyklooktén (Slele V. I., Warman M., Gilbert E. E.: J. Heterocyel. Chem. 1974, 11. 237; OSA pat. č. 3 850 923) a ten je potom dalej nitroly-zovaný na oktogén. Postupy založené na tejto báze vykazujú vySSiu výtažnost čistejgleho1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu než klasické nitrolýza hexametyléntetramínu.

VeTmi atraktívnou pre prax se javí metoda syntézy oktogénu, vychédzajúca z 1,5--diacetyl-3,7-endometylén-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu (USA jtet. E. 3 849 414 a fi. 3 850 923),ktorý je nltrolýzou v prostředí kyseliny sírovej vo velmi vysokých výtažkoch provedený na 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktán, označovaný kódom DADN (USA pat. číslo3 926 953) a ten je potom nitrolyzovaný nltračnými zmesaml, obsahujúcimi až 50 % hmot. oxidudusičného, na oktogén (USA pat. fi. 3 939 148). Výtažky 1,5-diacetyl-3,7-dinltro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu, počítané na vstupujúcihexametyléntetramín, se udévajú 91 až 98 %-né oproti teorii (USA pat. fi. 3 850 923a fi. 3 926 953) a výtažnost nltrolýzy uvedenej látky na oktogén je v závislosti od reakfinýchpodmlenok 41 až 98 %-ná oproti teorii (USA patent fi. 3 939 148).

Nevýhodou známého postupu nltrolýzy 1,5-diacetyl-3,7-dinotro-1,3,5,7-tetraazaeyklo-oktánu je fakt, že pre zabezpefienie vysokej výťažnosti oktogénu je potřebný velký pře-bytek fierstvo destilovanéj bezvodej kyseliny dusifinej oproti teorii (USA pat. E. 3 939 148),tak napr. pre doslahnutie 98 %-nej výťažnosti čistého oktogénu je na 1 hmot. dlel DADN doreakcie brané 33,7 hmot. dielov bezvodej kyseliny dusifinej a 11,23 hmot. dielov oxidu fosfo-refiného.

Pri reakci! nitrafiného Stiepenia 1,5-diacetyl-3,7-dlnitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánuzmesami obsahujúcimi oxid duslfiný v závislosti na reakfiných podmienkach, no v nemalej miereaj na zdroji tohto oxidu (kombinácla kyseliny dusifinej a oxidu fosforefiného alebo oxidusírového alebo anhydridu kyseliny trlfluóroctovej alebo roztok oxidu dusiSného v nitrometánealebo v kyselině dusifinej (USA pat. fi. 3 939 148) doóházda k Stiepeniu aj 1,3,5,7-tetra-azacyklooktánového skeletu. Túto nežladucu reakciu i v případe syntézy iných cyklických nltramínov je možnépotlačit komponentom schopným jednak vystupovat v acidolytických rovnováhách na stráněproduktov týchto reakcil a jednak vykazuje vofii oxidom dusíka vySSiu afinitu než nitroly-.zovaná substancia. Ako vyplývá z nedávných poznatkov (USA pat. fi. 3 926 953, Es. autorskéosved. E. 206 382, fi. 227 906, fi. 213 509 je takým komponentom napr. močovina.

Podl’a tohto vynálezu sa spdsob výroby 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánunltrolýzou 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu kyselinou dusičnou obsa-hujúcou oxid dusičný uskutofiňuje tak, že proces nltrolýzy prebieha v přítomnosti močovinydo nitrolyzafiného systému pridanej v množstve 0,05 až 10,0 96 hmot., s výhodou v množstve0,5 až 5,0 % hmot., počítané na hmotnost do reakcie braného 1,5-diacetyl-3,7-dinitro--1,3,5,7-tetraazacyklooktánu. 3 227913 Výhodou .tohto vynálezu okrem už spomínaného ekonomického účinku je potenciálna možnostzvýSenia stability reakčnej zmesi, a tedy aj bezpečnosti procesu, nakolko stabilizujúcivplyv močoviny a jej derivétov v reakciach nltrolytlckých je dobré známy (čs. pat.e. 97 100; Kadeřábek V., Denkstein J.: Coll. Czech. Chem. Commun. 1960, 25. 1070;čs. autorské osved. č. 227 903 a iné.

Nový a vySSí účinok dosahovaný v zmysle tohto vynálezu nebol v literatúre popísanýa je dokumentovaný nasledujúcimi príkladmi prevedenia. 'Přikladl 210 obj. dielov kyseliny dusičnej 97,15 %-nej s obaahom pod 0,2 % hmot. analytickej kyseliny dusitej ( t.j. 307 hmot. dielov kyseliny dusičnej besvodej) sa za stálého aieSaniaochladí na teplotu -10 °C. Do vyohladenej kyseliny sa vnáša 120 hmot. dielov oxidufosforečného tak, aby teplota výslednej zmesi nepresiahla 25 °C. Po vneseni oxidu fosfo-rečného sa zmes vyhrieva na teplotu 33 až 36 °C pri tejto teplote za neustálého mieSaniasa přidá 20 hmot. dielov 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu.

Potom je rezultujúca reakčná zmes v priebehu 4 až 6 minút vyhriatá na teplotu58 až 62 °C a v tomto teplotnom rozmedzi je udržiavaná 15 minút. Po tejto době je zmesbez predchodzieho vychladenia naliata do 500 obj. dielov studenej vody. Takto vzniklásuspenzi* sa privedie do varu a v ňom udržiava tak dlho, pokial* nepřestáná unikat oxidydusíka (cca 20 až 30 minút).

Po vychladení suspenzie na teplotu 18 až 25 °C je produkt izolovaný filtráciou a nafiltr! premytý vodou do neutrálnej reakcie filtrátu. Po vysužení pri 90 až 95 °C jeu takto získaného oktogénu stanovená teplota topenia. Tento základný postup sa niekoTko-krát zopakuje s tým, že súčasne s dávkovaným 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-1,3,5,7-tetra-azacyklooktánom je přidávané do predloženej kyseliny dusičnej aj určité množstvo močoviny.Výsledky reprezentuje tabulka.

Zo závislosti na množstva do reakčného systému pridanej močoviny je patrné, žeoptimálny přídavek močoviny je 1,7 až 2,5 * hmot., počítané na navážku 1,5-diacetyl--3,7-diaitro-l,3,5,7-tetraazacyklcoktánu. Ďalej je z tejto závislosti zřejmé, že zadaných experimentálnych podmienok je možné dosiahnuť až 85,26 % oproti teorii výtažkučistého oktogénu pri spotrebe 15,35 hmot. dielov kyseliny dusičnej ako bezvodej, 6 hmot.,dielov oxidu fosforečného a 0,02 hmot. dielov močoviny na 1 hmot. diel do reakciebraného 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu.

Claims (1)

1. 4 227913 I · b u I k «: Množstvo brané do močoviny reakcie Výtažky oktogénu Teplota topenlaoktogénu hmot. d. hmot. %na naváž-ku DADN hmot. d. % oproti teóřii (°C) 0,0 0,0 12,0 58,80 280,0 až 281,5 0,1 0,5 14,5 71,05 282,0 až 282,5 0,2 1,0 16,3 79,87 282,5 až 283,0 0,4 2,0 17,4 85,26 282,5 až 283,0 0,5 2,5 . 17,2 84,28 282,5 až 283,0 1,0 5,0 15,5 75,95 282,0 až 282,5 P P E D Μ E T V ϊ N Á L E Z U Spfisob výroby 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu nitrolýzou 1,5-diacetyl--3,7-dinitro-1,3,5,7-tetraazacyklookténu kyselinou dusičnou obsahujdcou oxid dusičný,vyznačujdci sa tým, Se proces nitrolýzy es uskutečňuje v přítomnosti močoviny do nitro-lyzačného systému prldanej v mnoSstve 0,05 aS 10,0 % hmot., s výhodou v množstve 0,5 až5,0 % hmot., počítané na hmotnost do reakcie braného 1,5-diacetyl-3,7-dlnitro 1,3,5,7--tetraazacyklookténu. Severografia, n. p., MOST Cena 2,40 Kčs