CS238442B1 - Sposob výroby l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu - Google Patents

Description

(54) Sposob výroby l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu

Vynález pojednává o výrobo 1,3,5,7-tetranitro 1,3,5,7-tetraazacyklooktánu, zvaného oktogén, nitračným štiepením 1,5-diacetyl-3,7-dinitrO-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu, označovaného DADN, kyselinou dusičnou s obsahom oxidu dusičného, pri čom je do reakčného systému přidávaný dikyandiamid v množstve 0,05 až 11 % hmot., počítané na východiskové množstvo DADN. Postup je použitelný vo výrobě oktogénu, no má význam predovšetkým pre vývoj nových postupov výroby tejto substancie.

Vynález sa týká spůsobu výroby 1,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraázacyklooktánu nitrolýzou l,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu kyselinou dusičnou, obsahujúcou oxid dusičný, za přítomnosti dikyanidu v reakčnej zmesi.

Běžný spůsob výroby l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu, nazývaného tiež oktogén a označovaného kódom HMX, spočívá v nitrolýze hexametylentetraminu a/alebo l,5-metano-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu (bibliografiu viď v E. Ju. Orlova: Oktogen — termostojkoe vzryvčatoe veščestvo: Izdat. Nedra, Moskva, 1987). 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 popísaná na příklad v prácach: V. I. Siele, M. Warmann a E. E. Gilbert: J. Heterocycl. Chem. 1974, 11, 237; U. S. pat. 3 850 923 a 3 849 414.

Velmi atraktívnou sa javí metoda syntézy oktogénu, vychádzajúca z l,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu ako medziproduktu (U. S. pat. 3 939 148). Tento medzi produkt rezultuje z hexametylentetraminu cez l,5-diacetyl-3,7-metano-l,3,5,7-tetraazacyklooktán vo výťažkoch 91 až 98 % oproti teorii (U. S. pat. 3 850 923 a 3 926 953); jeho kódové označenie je DADN. Nitrolýza 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu kyselinou dusičnou, obsahujúcou až 50 percent hmot. oxidu dusičného, v závislosti od reakčných podmienok a v malej miere od zdroja oxidu dusičného, poskytuje oktogén v 41 až 98 % výtažku oproti teorii (U. S. pat. 3 939 148). Nevýhodou tohto známého postupu nitrolýzy DADN je fakt, že pre zabezpečenie vysokej výťažnosti oktogénu je nutné aplikovat čerstvo destilovánu kyselinu dusičnú bezvodú vo vefkom přebytku oproti teorii (U. S. pat. 3 939 148). Tak na příklad pre získanie 1 hmot, dielu oktogénu 100%-nej čistoty a vo výtažku 98 % oproti teorii je potřeba 34,5 hmot. dielu čerstvo destilovanej kyseliny dusičnej a 11,5 hmot. dielu oxidu fosforečného.

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

Pódia najnovších poznatkov je výťažnosť a bezpečnost procesu nitračného štiepenia a/alebo nitrácie amínov, ich N-derivátov a amidov, na cyklické nitramíny priaznivo ovplyvnené prítomnosťou niektorých aditív (vid na příklad čs. autorské osvedčenia č. 206 382, 213 509, 214 311, 218 703 a ďalšie), ktoré tu figuruji! v podstatě ako katalyzátory tretej generácie. V zmysle tohto vynálezu je výroba l,3,5,7-tetranítro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu uskutočňovaná nitračným štiepením l,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu kyselinou dusičnou, obsahujúcou oxid dusičný, za přítomnosti dikyanidu, přidávaného do reakčného systému v množstve 0,05 až 11,0 % hmot., počítané na hmotnost do reakcie braného 1,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu.

Výhodou postupu podlá tohto vynálezu je tá skutočnosť, že sa nevyžaduje čerstvo destilovaná kyselina dusičná, pri čom je dosiahnuté zvýšenie výtažnosti.

Vyšší účinok, dosahovaný v zmysle tohto vynálezu, nebol v literatuře doposial popísaný; dokumentujú ho nasledujúce příklady, ktoré.-však v žiadnom případe nevylučujú variabilitu spůsobu výroby podlá tohto vynálezu.

Příklad 1

K 200 objem, dielom kyseliny dusičnej 98,1 percentnej s obsahom pod 0,3 % hmot. analytickej kyseliny dusitej, předloženým v nitračnom aparáte, je za, miešania a chladenia pod teplotou 40 °C vnesených 100 hmot. dielov oxidu fosforečného. Do rezultujúceho roztoku je jednorázovo vnesených 20 hmot. dielov l,5-diacetyl-3,7-dinitro-1,3,5,7-tetraazacyklooktánu (DADN) a teplota reakčnej zme si je opatrné zvýšená na 54 až 57 °C, na ktorých je udržiavaná 30 minút (všetky predošlé operácie realizované za dobrého miešania). Potom je obsah nitračného aparátu nahatý do· 1500 objem, dielov 20 až 22 °C teplej vody a rezultujúca zmes je filtrovaná.

Produkt na filtr! je premývaný vodou až do neutrálnej reakcie filtrátu a potom je .3 hod. sušený pri 90 až 95 °C. Takto získaný technický oktogén je možné velmi malých množstiev vedfajších produktov zbavit jeho zohrievaním v suspenzii v 70%-nej kyselině dusičnej.

Uvedený základný postup je opakovaný vždy s aplikáciou východiskového DADN, modifikovaného určitým množstvom dikyandiamidu. Výsledky prezentuje tabelárny přehrad:

Množstvo dikyandiamidn DADN hmot. hmot. % na dlely návažok DADN

Výťažok oktogénu hmot. % oproti diely teorii

Nekorigovaná teplota topenia oktogénu (°C)

0,00	0,0	15,0	73,58	278—281
0,10	0,5	15,6	76,60	277,5—280
0,40	2,0	16,5	80,88	276—279
1,00	5,0	17,0	83,33	275—278
2,00	10,0	15,5	75,98	274—277

Příklad 2

K 110 objem. dielOm kyseliny dusičnej rovnakcj kvality, ako v příklade 1 je za rovnakých podmienok, ako v příklade 1, nadávkovaných 80 hmot. dielov oxidu fosforečného, a potom do rezultujúceho roztoku 10 hmot. dielov DADN. Po 30-minútovom miešaní pri teplote 59 až 61 °C je reakčná zmes naliatá do 1000 objem, dielov vody cca 20 °C teplej, Rezultujúca suspenzia je spracované, ako v příklade 1. Rezultuje 8,4 hmot. dielov oktogénu o teplote topenia 279 až 280 °C za rozkladu; uvedený výťažok představuje 82,35 % oproti teorii.

Příklad 3

Postupuje sa ako v příklade 2, len aplikovaný východiskový DADN obsahuje 0,8 hmot, diela dikyandiamidu. Z reakce rezultuje 8,5 hmot. diela októgenu o teplote topenia 280 až 281^CC za rozkladu; uvedený výťažok představuje 83,33 % oproti teorii [t. j. pri aplikácii 8 % hmot. dikyandiamidu na návažok DADN).

Claims (1)

1. PREDMET

   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, obsahu júcou oxid dusičný, vyznačujúci sa tým, že proces nitrolýzy sa uskutečňuje v přítomnosti dikyanVYNÁLEZU diamidu do reakčného systému přidávaného v množstve 0,05 až 11,0 % hmot., s výhodou v množstve 0,5 až 10 % hmot. počítané na hmotnost do reakcie braného 1,5-diacetyl-3,7-dinítro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu.