CS238440B1

CS238440B1 - Sposob výroby l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu

Info

Publication number: CS238440B1
Application number: CS1000783A
Authority: CS
Inventors: Milan Dimun; Svatopluk ZEMAN; Stefan Truchlik; Viera Kabatova; Dusan Belko
Original assignee: Milan Dimun; Svatopluk ZEMAN; Stefan Truchlik; Viera Kabatova; Dusan Belko
Priority date: 1983-12-27
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1985-11-13

Abstract

Vynález pojednává o výrobě 1,3,5,7-tetranltro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu, zvaného oktogén, nitračným štiepením 1,5-diacetyl- -3,7-din'tro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu, označovaného kódom DADN, kyselinou dusičnou s obsahom oxidu dusičného, pričom je do reakčného systému přidávaný dusičnan močoviny v množstve 0,5 až 10 % hmot. na hmotnost východiskového DADN. Postup je použitelný vo výrobě oktogénu ako aj pri vývoji nových postupov výroby tejto substancie.

Description

Vynález sa týká sposobu výroby 1,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-totraazacyklooktánu nitrolýzou l,5-diacetyl-3,7-clinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu kyselinou dusičnou, obsahujúcou oxid dusičný a za přítomnosti dusičnanu močoviny v reakčnej zmesi.

Běžný sposob výroby 1,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu, označovaného kódom HMX a bežne nazývaný oktogén, spočívá v nitrolýze hexametyléntetramínu a/alebo l,5-metano-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu (bibliografiu vid E. Ju. Orlova: Oktogen — termostojkoe vzryvčatoe veščestvo; Izdat. Nedra, Moskva, 1978]. V poslednom desaťročí sa však čoraz váčšou mierou pozornost upriamuje na procesy, ktorými sa oktogén získává cez l,5-dialkanoyl-3,7-metano-l,3,5,7-tetraazacyklooktány; ich příprava je například popísaná v prácach: V. I. Siele, M. Warmann a E. E. Gilbert: J. Heterocykl. Chem. 1974, 11, 237; U. S. patent čís. 3 850 923 a 3 849 414.

Velmi atraktivnym spósobom výroby sa javi metoda syntézy oktogénu, vychádzajúca z l,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu ako medziproduktu (U. S. patent č. 3 939 148). Tento medziprodukt rezultuje z z hexametyléntetramínu cez l,5-diacetyl-3,7-metano-l,3,5,7-tetraazacyklooktán vo výťažkoch 91 až 98 % oproti teorii (U. S. patent č. 3 850 923 a 3 926 953); jeho kódové označenie je DADN. Nitrolýza l,5-diacetyl-3,5-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu kyselinou dusičnou, obsahujúcou až 50 % hmot. oxidu dusičného, v závislosti od reakčných podmienok a v malej miere aj od zdroja oxidu dusičného, poskytuje oktogén v 41 až 98 % výtažku oproti teorii (U. S. patent č. 3 939 148).

Nevýhodou tohto známého postupu nitrolýzy l,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu je fakt, že pre zabezpečenie vysokej výťažnosti oktogénu je nutné aplikovat čersvto destilovánu kyselinu dusičnú bezvodú vo velkom přebytku oproti teorii (U. S. pat. č. 3 939 148). Tak například pre získanie 1 hmot, dielu oktogénu 100 °/o-nej čistoty a vo výtažku 98 % oproti teorii je potřeba 34,5 hmot. dielu čerstvo destilovanej bezvodej kyseliny dusičnej a 11,5 hmot. dielu oxidu fosforečného.

Hlavnou vedlajšiou reakciou nitrolýzy 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu je štipenie 1,3,5,7-tetraazacyklooktánového skeletu. Okrem reakčných podmienok v obecnom slova zmysle je priebeh tejto nežiaducej reakcie závislý i na druhu zdroja oxidu dusičného (kombinácia kyseliny dusičnej a oxidu fosforečného alebo oxidu sírového alebo anhydridu trifluóroctovej kyseliny alebo roztok oxidu dusičného v kyselině dusičnej alebo v nitrometáne — U. S. pat. č. 3 939 148).

Podta najnovších poznatkov je výťažnosť a bezpečnost' procesu štiepenia a/alebo nitrácie amínov, ich derivátov a amidov, na cyklické nitramíny priaznivo ovplyvnená prítomnosťou niektorých aditiv (viď například čs. autorské osvedčenia č. 206 382, 213 509, 214 311, 218 703 a dalšie), ktoré tu figurujú v podstatě ako katalyzátory tretej generácie. V zmysle tohto vynálezu je výroba 1,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu uskutočňovaná nitračným štiepením 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu kyselinou dusičnou, obsahujúcou oxid dusičný, za přítomnosti dusičnanu močoviny, přidávaného do reakčného systému v množstve 0,05 až 10,0 % hmot., počítané na hmotnsť do reakcie braného l,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu.

Výhodou postupu podta tohto vynálezu je tá skutočnosť, že sa nevyžaduje čerstvo destilovaná a bezvodá kyselina dusičná, pričom výíažnosť procesu je okolo 96 % teoretických technického oktogénu. Přítomnost dus čnanu močoviny obecne zvyšuje stabilitu nitrolyzačných zmesi, čo je ďalšou potenciálnou výhodou postupu podta tohto vynálezu.

Vyšší účinok, dosahovaný v zmysle tohto vynálezu, nebol doposial v literatúre popísaný; dokumentuje ho následující příklad, ktorý však žiadnom případe nevylučuje variabilitu sposobu výroby podta tohto vynálezu.

Příklad

K 110 objem, dielom kyseliny dusičnej 98,1 %-nej s obsahom pod 0,3 % hmot. analytickej kyseliny dusitej, předložených v nitračnom aparáte, je za dobrého miešania a chladenia pod teplotu 29 °C vnesených 60 hmot. dielov oxidu fosforečného.

Potom je do tejto zmesi (roztoku) vnesených jednorázovo 10 hmot. dielov l,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu a teplota reakčnej zmesi je prihrievaním upravená opatrné na 59 až 61 °C, na ktorej je za miešania udržovaná 30 minút. Po tejto době je reakčná zmes naliata do 1000 objem, dielov vody 20 °C teplej a vylúčený produkt je z rezultujúcej suspenzie izolovaný filtráciou. Po premytí filtračného koláča do neutrálnej reakcie, čo je robené vodou, je produkt 3 hod. sušený při 90 až 95 °C. Rezultuje technický oktogén, ktorý je možné velmi malých množstiev vedla jších produktov zbavit zohrievaním v cca 70%-nej kyselině dusičnej.

Uvedený základný postup je niekoíko raz opakovaný tak, že v nitrolýze je aplikovaný l,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktán, obsahujúci vždy určité množstvo dusičnanu močoviny. Výsledky sú sústredené do tabelárneho prehl'adu, z ktorého je vidno, že maximálneho výtažku technického oktogénu je dosiahnuté 4 až 5%-ným prídavkom dusičnanu močoviny na hmotnost do reakcie braného 1,5-diacetyl-3,7-dinitró-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu, maximálně j čistoty (prakticky čistého produktu) je potom dosiahnuté prídavkom 1,5 až 2,5 % hmot. menovaného aditiva na hmotnost východiskovej substancie.

Claims

Sposob výroby l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu nitračným štiepením 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu kyselinou dusičnou, obsahujúcou oxid dusičný, vyznačujúci sa tým, že proces nitVYNÁLEZU rolýzy sa uskutočňuje v přítomnosti dusičnanu močoviny do reakčného systému přidávaného v množstve 0,5 až 10 % hmot. na hmotnost do reakcie braného 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu.