DE2462330C3

DE2462330C3 - Explosives

Info

Publication number: DE2462330C3
Application number: DE19742462330
Authority: DE
Inventors: Jacques Paris; Emeury Jean-Marie Louis; Kehren Jean-Paul Andre Marie; Sorgues; Boileau (Frankreich)
Original assignee: Ausscheidung aus: 24 35 651 Societe Nationale des Poudres et Explosifs, Paris
Priority date: 1973-07-24
Filing date: 1974-07-24
Publication date: 1978-02-02

Description

H—C-C-H + 2O=-CH-C-C-H + 2O = -C

O OO O

Hexogen besitzt eine Kristalldichte von 1,82 g/ml bei 20° C und eine maximale theoretische Detonationsgeschwindigkeit bei dieser Dichte von 8800 m/s.Hexogen has a crystal density of 1.82 g / ml at 20 ° C and a maximum theoretical detonation speed at this density of 8800 m / s.

Octogen besitzt in der ^-kristallinen Form eineOctogen has a ^ -crystalline form

Kristalldichte von 1,9 g/ml bei 20° C und eine maximale theoretische Detonationsgeschwindigkeit bei dieser Dichte von 9100 m/s. Octogen β wandelt sich außerdem bei Temperaturen um 160° C in eine als Octogen α bezeichnete kristalline Form um, die gegenüberCrystal density of 1.9 g / ml at 20 ° C and a maximum theoretical detonation speed at this density of 9100 m / s. Octogen β also transforms at temperatures around 160 ° C into a crystalline form known as Octogen α, which is opposite

ίο Erschütterungen bzw. Schockeinwirkung empfindlicherίο more sensitive to vibrations or shock

ist und eine mit 1,8 g/ml geringere Dichte als die 0-Formand a density of 1.8 g / ml lower than the 0 form

aufweisthaving

In der Praxis werden Hexogen und Octogen mit geringeren Dichten als den Kristalldichten verwendet, was mit einer deutlichen Verringerung ihrer Detonationsgeschwindigkeit verbunden ist.In practice, hexogen and octogen are used with densities lower than the crystal densities, which is associated with a significant reduction in their detonation speed.

Es wurde nun gefunden, daß Dinitroglycoluril sehr interessante Eigenschaften aufweist, die es zu einer Verwendung als Sprengstoff an Stelle von Hexogen oder Octogen geeignet machen.It has now been found that dinitroglycoluril has very interesting properties that make it a Make use as an explosive in place of Hexogen or Octogen suitable.

Dinitroglycoluril wird ausgehend von Glyoxal und Harnstoff als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Tetranitroglycoluril durch Nitrierung von Glycoluril gemäß der nachstehenden Reaktionsfolge erhalten:Dinitroglycoluril is made from glyoxal and urea as an intermediate in the manufacture of Tetranitroglycoluril obtained by nitration of glycoluril according to the following reaction sequence:

O=C I C OO = C I C O

N NN N

(D(D

NO₂ NO₂ NO ₂ NO ₂

N NN N

I II I

NO, NO₂ NO, NO ₂

(III)
Tetranitroglycoluril(III)
Tetranitroglycoluril

NO₂ HNO ₂ H

Ui)
DinilroglycolurilUi)
Dinilroglycoluril

Die Verbindungen (II) und (111) können in Form von verschiedenen Isomeren und Konformeren vorliegen; die oben angegebenen Strukturen dienen entsprechend nur der Erläuterung des Reaktionsschemas.The compounds (II) and (111) can be in the form of different isomers and conformers exist; the structures given above serve accordingly only to explain the reaction scheme.

Glycoluril (I) und Dinifoglycoluril (II) sind bekannte Verbindungen und in der Literatur angegeben (vgl. insbesondere B e i I s t e i η, Handbuch der Organischen Chemie, Bd. XXVI, 4. Aufl., S. 443). Die Explosiveigenschaften des Dinitroglycolurils sind allerdings noch nicht beschrieben.Glycoluril (I) and dinifoglycoluril (II) are known Compounds and indicated in the literature (cf. in particular B e i I s t e i η, Handbuch der Organic Chemie, Vol. XXVI, 4th ed., P. 443). However, the explosive properties of dinitroglycoluril are not yet described.

Die Nitrierungsreaktion wird nach der DT-OS 24 35 651 mit Hilfe eines auch als rauchende Salpetersäure bezeichneten Gemischs aus Salpetersäure und Salpetersäureanhydrid N2O5 durchgeführt: Nach einer ersten Ausführungsweise dieses Verfahrens geht man von Glycoluril aus und unterzieht es in einem ersten S3 Schritt einer klassischen Dinitrierung mit Salpetersäure. Das erhaltene Dinitroglycoluril wird anschließend abgetrennt und kann in einem zweiten Schritt mit rauchender Salpetersäure zum Tetranitroglycoluril nitriert werden.The nitration reaction is according to DT-OS 24 35 651 with the help of a also called fuming nitric acid designated mixture of nitric acid and nitric anhydride N2O5 carried out: After a The first embodiment of this process starts with glycoluril and subjects it to a first S3 step of a classic dinitration with nitric acid. The dinitroglycoluril obtained is then separated off and can in a second step with fuming nitric acid can be nitrated to tetranitroglycoluril.

Der Vorteil dieser Verfahrensweise, bei der Dinitroglycoluril als Zwischenprodukt entsteht, beruht auf der technologischen Erfahrung, daß es zur Erzeugung von Produkten höherer Qualität oft interessant ist, PoIynitrierungsreaktionen in mehreren Stufen durchzufüh-(15 ren. The advantage of this procedure, in which dinitroglycoluril is formed as an intermediate, is based on technological experience that, in order to produce products of higher quality, it is often of interest to carry out polynitration reactions in several stages .

Die verwendete rauchende Salpetersäure besteht dabei vorzugsweise aus einem Gemisch, daß 5-50 Gew.-% Salpetersäureanhydrid N₂Os enthält. DieThe fuming nitric acid used preferably consists of a mixture that contains 5-50% by weight of nitric anhydride N ₂ Os. the

Anwendung von Nitrierbädern mit über 50% ist aus Gründen der Löslichkeit des Salpetersäureanhydrids in der Salpetersäure bei der Verfahrenstemperatur schwierig; unterhalb 5% besitzt das Nitrierbad keine zur Ausführung der Nitrierung in vernünftigen Zeiten hinreichende Aktivität mehr.Use of nitriding baths with over 50% is due to the solubility of nitric anhydride in the nitric acid difficult at the process temperature; below 5% the nitriding bath does not have any Carry out nitration in reasonable times with sufficient activity more.

Die Nitrierung wird dabei so vorgenommen, daß man Glyeoluril, vorzugsweise trocken, in rauchende Salpetersäure einbringt und die Temperatur des Reaktionsgemisches während der Dauer der Zugabe und der nachfolgenden Reaktion zwischen -5 und + 50°C hält, was dadurch erleichtert wird, daß die Nitrierung sehr wenig exotherm ist. Bei Temperaturen unterhalb -5° C ist die Reaktionsgeschwindigkeit sehr gering. Oberhalb 50⁰C gewinnen Nebenreaktionen der Oxidation Bedeutung, was die Ausbeute an Reinprodukt verringertThe nitration is carried out by introducing glyeoluril, preferably dry, into fuming nitric acid and keeping the temperature of the reaction mixture between -5 and + 50 ° C. for the duration of the addition and the subsequent reaction, which is facilitated by the fact that the nitration is very little exothermic. The reaction rate is very slow at temperatures below -5 ° C. Above 50 ⁰ C win side reactions of the oxidation meaning, which reduces the yield of pure product

Dinitroglycoluril zeigt Eigenschaften, die seine Verwendung als Sprengstoff ermöglichen. Der praktische Anwendungskoeffizient beträgt 90 im Vergleich zu Melinit (Pikrinsäure), die Dichte 1,92 g/ml bei 25°C.Dinitroglycoluril exhibits properties that enable it to be used as an explosive. The practical one The application coefficient is 90 compared to melinit (picric acid), the density 1.92 g / ml at 25 ° C.

Zu Vergleichszwecken sind die Eigenschaften des Dinitroglycolurils in der folgenden Tabelle mit den Eigenschaften von Hexogen, Octogen und Pentrit (Pentaerythrit-tetranitrat), verglichen:For comparison purposes, the properties of the dinitroglycoluril in the table below are compared with the Properties of hexogen, octogen and pentrit (pentaerythritol tetranitrate) compared:

Dinitroglycoluril HexogenDinitroglycoluril Hexogen

OctogenOctogen

PentrkPentrk

Schlag- bzw. Stoßempfindlichkeit, kgm^#)Impact or shock sensitivity, kgm ^# ) 0,50.5 0,450.45 0,520.52 0,310.31 ReibungsempfindlichkeitFrictional sensitivity 2020th 11,511.5 1010 4,54.5 kgf(=O,ll;p)kgf (= O, ll; p)

*) Bestimmt mit der Julius-Peters-Apparatur nach der Methode von H. D. M a 11 ο ry, The development of impact sensitivity tests at the Explosive research laboratory. Brucelon. Pennsylvania, during the years 1941 — 1945, U.S. Naval Ordnance Lab-White Oak, Maryland, 1956. Report 4236.*) Determined with the Julius Peters apparatus according to the method of H. D. Ma 11 o ry, The development of impact sensitivity tests at the Explosive research laboratory. Brucelon. Pennsylvania, during the years 1941-1945, U.S. Naval Ordnance Lab-White Oak, Maryland, 1956. Report 4236.

Claims

Claim:

Use of dinitroglycoluril as an explosive.

The invention relates to the use of as an intermediate in the production of tetranitroglycoluril Dinitroglycolurils obtainable from glycoluril as explosives.

In explosives technology it is known that some applications require explosives, which have high density and high detonation speed at the same time.

So far, the main explosives that meet these two conditions have been cyclotrimethylene trinitramine, also called hexogen or RDX, as well as cyclotetramethylenetetranitramine, also called octogen or called HMX.