DE3917228A1

DE3917228A1 - METHOD FOR PRODUCING 3-NITRO-1,2,4-TRIAZOL-5-ON

Info

Publication number: DE3917228A1
Application number: DE3917228A
Authority: DE
Inventors: Eugene F Rothgery
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1989-12-07
Also published as: FR2631962B1; GB2218986A; DE3917228C2; FR2631962A1; GB8911095D0; GB2218986B

Abstract

3-nitro-1,2,4-triazol-5-one is prepared by reacting 1,2,4-triazol-5-one with concentrated nitric acid at 50-100 DEG C. This compound exhibits a desired combination of high energy when detonated and relatively low sensitivity to unplanned detonation.

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren für die Her stellung von 3-Nitro-1,2,4-triazol-5-on ("NTO") aus 1,2, 4-Triazol-5-on ("TO"). NTO ist ein energiereiches Mate rial, das durch eine geringe Anfälligkeit für eine Reak tion die durch ungeplante Anregungen hervorgerufen wird, charakterisiert ist.The invention relates to a new method for the Her position of 3-nitro-1,2,4-triazol-5-one ("NTO") from 1,2, 4-triazol-5-one ("TO"). NTO is an energy-rich mate rial, due to a low susceptibility to a reak tion caused by unplanned suggestions, is characterized.

Bis vor einigen Jahren wurden energiereiche Explosiv- und Treibstoffe, wie RDX, HMX und TNT für Anwendungen in der Waffen- und Raketentechnik als angemessen er achtet. Während des Verlaufs der letzten Dekade jedoch wurde das Problem von unerwünschter Detonation dieser energiereichen Explosiv- und Treibstoffe Gegen stand zunehmender Sorge für das Militär.Until a few years ago, high-energy explosive and fuels such as RDX, HMX and TNT for applications in weapons and missile technology as appropriate respect. However, over the past decade became the problem of unwanted detonation counter these energetic explosives and fuels was growing concern for the military.

Somit mußte sich das Militär anderen, weniger empfind lichen Materialien, beispielsweise NTO, zuwenden, um einen größeren Sicherheitsabstand gegen eine Reaktion aufgrund ungeplanter Anregungen zu schaffen. NTO weist ausgezeichnete physikalische Eigenschaften auf, einschließlich einer gewünschten Kombination von hoher Energie, wenn es zur Detonation gebracht wird, und verhältnismäßig geringer Empfindlichkeit bezüglich ungeplanter Detonation, wodurch es zu einem aktuellen, wählbaren Kandidat für Treibstoff- und Explosivstoff- Anwendungen gemacht wird. Hintergrundinformationen bezüglich NTO sind in einem technischen Artikel von K.Y. Lee und M.D. Coburn mit dem Titel "3-Nitro-1,2,4- triazol-5-on, ein Explosivstoff mit geringer Empfind lichkeit", Los Alamos National Laboratory (LA-10 302-MS, Februar 1985) enthalten.This made the military less sensitive to others materials such as NTO a larger safety margin against a reaction to create based on unplanned suggestions. NTO has excellent physical properties on, including a desired combination of high energy when detonated, and relatively low sensitivity to unplanned detonation, making it a current, eligible candidate for fuel and explosive Applications is made. Background information regarding NTO are in a technical article by K.Y. Lee and M.D. Coburn entitled "3-Nitro-1,2,4- triazol-5-one, an explosive with low sensitivity ", Los Alamos National Laboratory (LA-10 302-MS, February 1985) included.

Es gibt mehrere bekannte Verfahren zur Herstellung von NTO, einschließlich der Nitrierung von 1,2,4-Triazol- 5-on (TO). Zum Zwecke der Erläuterung beschreibt der oben zitierte Artikel von Lee und Coburn die Nitrierung von TO durch ein Verfahren, das die Zugabe von festem TO zu einer Mischung beinhaltet, die ungefähr 60 Vol.-% von 90%-iger Salpetersäure und 40 Vol.-% Wasser enthält. Die Reaktion wird beim Siedepunkt der Mischung durch geführt, wobei eine beachtliche Wärme frei wird. Darüber hinaus hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung her ausgefunden, daß das Problem der Schaumbildung der Reak tionsmischung häufig auftritt, wenn das feste TO bei diesen Temperaturen nitriert wird. Diese Schaumbildung kann vom Standpunkt der Verfahrenstechnik nicht akzep tiert werden. Zusätzlich kann die Verwendung von festem TO zu der Bildung von sogenannten "heißen Stellen" bei der Flüssig-Fest-Grenzschicht führen, wobei eine erhöhte Nebenproduktbildung und eine verminderte Ausbeute des gewünschten NTO hervorgerufen wird.There are several known methods of making of NTO, including nitration of 1,2,4-triazole 5-on (TO). For the purpose of explanation, the Articles by Lee and Coburn cited nitriding above of TO by a process involving the addition of solid TO contains a mixture containing approximately 60% by volume contains 90% nitric acid and 40 vol.% water. The reaction is carried out at the boiling point of the mixture led, whereby a considerable heat is released. About that in addition, the inventor of the present invention found that the problem of foam formation of the reak tion mixture often occurs when the solid TO is nitrided at these temperatures. This foaming cannot be accepted from the point of view of process engineering be animals. In addition, the use of solid TO on the formation of so-called "hot spots" lead at the liquid-solid interface, where a increased by-product formation and a reduced Yield of the desired NTO is produced.

Als anderes Beispiel wird in der europäischen Patent anmeldung 2 10 811, veröffentlicht am 4.02.1987, ein Verfahren beschrieben, welches die Reaktion von TO mit 98%-iger Salpetersäure bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen und verhältnismäßig langen Reaktions zeiten beinhaltet (vermutlich, um das Freiwerden von viel Wärme und das damit verbundene Schaumbildungs problem zu verhindern). Genauer ausgedrückt wird TO innerhalb einer Zeit von 2 h bei 5° bis 10°C zu der 98%-igen Salpetersäure zugegeben, gefolgt von einer 3-stündigen Periode, bei der die Mischung auf Umgebungs temperatur gehalten wird, mit anschließendem Abschrecken mit Wasser bei 0°C und Halten für eine Dauer von 12 h. Dieses Verfahren ist zweifellos sehr zeitraubend. Zusätzlich ist 98%-ige Salpetersäure ein verhältnis mäßig teures Ausgangsmaterial, das als Gebrauchs chemikalie manchmal knapp ist.Another example is in the European patent application 2 10 811, published on 4.02.1987 Process described, which the reaction of TO with 98% nitric acid at relatively low Temperatures and relatively long response times (presumably in order to get rid of a lot of heat and the associated foaming to prevent problem). To be more precise, TO within a period of 2 h at 5 ° to 10 ° C to the 98% nitric acid added, followed by one 3-hour period during which the mixture is ambient temperature is maintained, followed by quenching with water at 0 ° C and hold for a period of 12 h. This process is undoubtedly very time consuming. In addition, 98% nitric acid is a ratio moderately expensive raw material that is used as chemical is sometimes scarce.

Aufgrund der oben gemachten Erläuterungen ist es deutlich, daß dort Probleme existieren, die mit den üblichen Verfahren zur Nitrierung von TO verbunden sind, um NTO herzustellen. Daher wäre ein neues Ver fahren zur Durchführung dieser Nitrierung, das keine Schaumbildung der Reaktionsmischung beinhaltet und die Verwendung von 98%-iger Salpetersäure nicht er fordert, für das Militär, insbesondere für die Treib stoff- und Explosivstoff-Institutionen sehr wünschens wert. Bisher ist, soweit dem Erfinder bekannt, ein solches Verfahren noch nicht bekannt geworden.Based on the explanations given above, it is clearly that there are problems there with the usual procedures for nitration of TO are to manufacture NTO. Therefore, a new ver drive to carry out this nitriding, which is none Foaming of the reaction mixture includes and he did not use 98% nitric acid calls for the military, especially for the propellants Substances and explosives institutions very desirable value. So far, as far as the inventor knows, a such process has not yet become known.

Erfindungsgemäße Verfahren sind in den Ansprüchen 1 und 10 angegeben; vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unter ansprüche.Methods according to the invention are in the claims 1 and 10 indicated; advantageous developments of The method according to the invention are the subject of sub Expectations.

Hinsichtlich eines Aspektes betrifft diese Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von 3-Nitro-1,2,4-triazol- 5-on aus wäßrigem 1,2,4-Triazol-5-on, gekennzeichnet durch die Reaktion einer Reaktionsmischung aus konzentrierter Salpetersäure und wäßrigem 1,2,4-Triazol- 5-on bei einer Reaktionstemperatur von zwischen etwa 50°C und etwa 100°C für eine Reaktionsdauer von mindestens etwa 1 h, wobei die Reaktionsmischung einen Wassergehalt von zwischen etwa 20 und etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktionsmischung aufweist.In one aspect, this invention relates a process for the preparation of 3-nitro-1,2,4-triazole 5-one from aqueous 1,2,4-triazol-5-one, characterized by the reaction of a reaction mixture concentrated nitric acid and aqueous 1,2,4-triazole 5-one at a reaction temperature of between about 50 ° C and about 100 ° C for a reaction time of at least about 1 h, the reaction mixture having a Water content of between about 20 and about 50% by weight, based on the total weight of the reaction mixture having.

Bezüglich eines anderen Aspektes betrifft diese Er findung ein Verfahren zur Herstellung von 3-Nitro- 1,2,4-triazol-5-on aus wäßrigem 1,2,4-Triazol-5-on mit hoher Ausbeute, gekennzeichnet durch folgende Schritte:This concerns Him in another aspect a process for the production of 3-nitro 1,2,4-triazol-5-one from aqueous 1,2,4-triazol-5-one with high yield, characterized by the following Steps:

a) reaction of a reaction mixture of concentrated Nitric acid and aqueous 1,2,4-triazol-5-one a reaction temperature between about 50 ° C and about 100 ° C for a reaction time of at least about 1 h in a reactor, 3-nitro-1,2,4- triazol-5-one and consumed nitric acid will hold;
b) separation of the 3-nitro-1,2,4-triazol-5-one from the spent nitric acid;
c) Mixing the used nitric acid with 1,2,4- Triazol-5-one to a solution of used To form nitric acid and 1,2,4-triazol-5-one;
d) adding the solution of spent nitric acid and 1,2,4-triazol-5-one to the reactor and addition a sufficient amount of concentrated Nitric acid to the reaction mixture again to complete; and
e) at least one repetition of at least steps a) and b).

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird TO als Ausgangsmaterial verwendet. Das TO kann durch irgendein bekanntes Verfahren herge stellt werden, beispielsweise (I) durch die Reaktion von Ethylethoxymethylencarbamat mit Hydrazin, (II) durch die Reaktion von Carbohydrazid mit Ethylortho formiat, (III) durch die Decarboxylierung von 3-Hydroxy-1,2,4-triazol-5-carbonsäure oder (IV) durch die Reaktion von 3-Chloro-1,2,4-triazol mit einem Ätzmittel. Ein insbesondere nützliches Verfahren zur Herstellung von TO beinhaltet die Reaktion von Semicarbazidhydrochlorid oder frei-basischem Semi carbazid mit Ameisensäure. According to the method according to the invention TO is used as the starting material. The TO can be obtained by any known method are provided, for example (I) by the reaction of ethylethoxymethylene carbamate with hydrazine, (II) by the reaction of carbohydrazide with ethyl ortho formate, (III) by the decarboxylation of 3-hydroxy-1,2,4-triazole-5-carboxylic acid or (IV) by the reaction of 3-chloro-1,2,4-triazole with a Caustic. A particularly useful procedure to produce TO involves the reaction of Semicarbazide hydrochloride or free-basic semi carbazide with formic acid.

Das Verfahren zur Herstellung von NTO aus wäßrigem TO und 90%-iger Salpetersäure wird geeigneterweise bei einer Reaktionstemperatur von zwischen etwa 50°C und etwa 100°C, vorzugsweise zwischen etwa 70°C und etwa 80°C, durchgeführt. Im allgemeinen beträgt die Reaktionszeit mindestens etwa 1 h, vorzugsweise zwischen etwa 1 h und etwa 5 h. Der Reaktionsdruck ist vorzugsweise atmosphärisch, obwohl ein Überdruck eingesetzt werden kann, wenn erwünscht.The process for producing NTO from aqueous TO and 90% nitric acid will suitably at a reaction temperature of between about 50 ° C and about 100 ° C, preferably between about 70 ° C and about 80 ° C performed. In general the response time is at least about 1 h, preferably between about 1 h and about 5 h. The reaction pressure is preferably atmospheric, although overpressure can be used if he wishes.

Vor dem Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens wird typischerweise festes TO in einer Menge in Wasser gelöst (vorzugsweise heißes Wasser, höchst vorzugs weise Wasser, das auf eine Temperatur zwischen etwa 50°C und etwa 80°C erwärmt ist), die ausreicht, um das feste TO in Wasser zu lösen oder fein zu dispergieren, um diese Lösung oder Dispersion herzu stellen. Im allgemeinen liegt die Wassermenge, die für diesen Zweck verwendet wird, zwischen etwa 50 und etwa 85 Gew.-% (vorzugsweise zwischen etwa 50 und etwa 70 Gew.-%), bezogen auf die Menge an TO und Wasser, die zur Herstellung dieser Lösung oder Dispersion verwendet wird. Zusätzliches Wasser wird der Reaktionsmischung durch die 90%-ige Salpetersäure als Reaktionsteilnehmer zugegeben. Insgesamt beträgt die Menge an Wasser, die in der Reaktionsmischung verwendet wird, im allgemeinen zwischen etwa 20 und etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise zwischen etwa 30 und etwa 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Reaktions mischung. Before the start of the method according to the invention typically solid TO in an amount in water dissolved (preferably hot water, most preferred wise water that is at a temperature between about 50 ° C and about 80 ° C is heated), which is sufficient to to dissolve the solid TO in water or to fine disperse to produce this solution or dispersion put. In general, the amount of water used for this purpose, between about 50 and about 85% by weight (preferably between about 50 and about 70 wt .-%), based on the amount of TO and water used to make this solution or Dispersion is used. Additional water will the reaction mixture through the 90% nitric acid added as a reactant. Total is the amount of water in the reaction mixture is used, generally between about 20 and about 50% by weight, preferably between about 30 and about 40% by weight based on the weight of the reaction mixture.

Das Verhältnis von konzentrierter Salpetersäure zu TO in der Reaktionsmischung kann über einen weiten Bereich variieren. Im allgemeinen wird eine ausrei chende Menge an Salpetersäure in der Reaktionsmi schung verwendet, um sicherzustellen, daß die ge wünschte Nitrierungsreaktion stattfindet. Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis von Salpetersäure zu TO zwischen etwa 10 : 1 und etwa 1 : 10, höchst vorzugsweise zwischen etwa 10 : 1 und etwa 5 : 1.The ratio of concentrated nitric acid to TO in the reaction mixture can have a wide range Range vary. In general, one is sufficient amount of nitric acid in the reaction mixture used to ensure that the ge desired nitration reaction takes place. Preferably is the weight ratio of nitric acid to TO between about 10: 1 and about 1:10, most preferably between about 10: 1 and about 5: 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für einen Recyclingvorgang. Als Teil von diesem Verfahren ist es bevorzugt, daß die verbrauchte Salpetersäure in den Mischkessel zurückgeführt wird, wobei die nächste Charge an festem TO darin gelöst wird. Die verbrauchte Salpetersäure wird somit verwendet, um Wasser zu ersetzen, das sonst als Lösungsmittel für den Reaktionsteilnehmer TO verwendet würde. Die Wiederverwertung der verbrauchten Salpeter säure ist insbesondere vorteilhaft, weil das darin gelöste Produkt NTO dazu neigt, zu verhindern, daß sich weiteres NTO in der flüssigen Reaktionsmischung löst. Somit hat die Wiederverwertung der verbrauchten Salpetersäure den Effekt, daß die Produktausbeute in einem solchen Verfahren erhöht wird. Es ist zu be achten, daß sich die verbrauchte Salpetersäure leicht von dem festen NTO-Produkt im oben genannten Schritt (b) durch Filtration trennen läßt.The method according to the invention is suitable for a Recycling process. As part of this process it prefers that the spent nitric acid is returned to the mixing kettle, the next batch of solid TO is dissolved in it. The spent nitric acid is thus used to replace water that would otherwise be used as a solvent would be used for the reactant TO. The recycling of used saltpetre Acid is particularly beneficial because that is in it dissolved product NTO tends to prevent NTO in the liquid reaction mixture solves. Thus, the recycling of the used Nitric acid the effect that the product yield in such a procedure is increased. It is to be make sure that the used nitric acid easily of the solid NTO product in step (b) above can be separated by filtration.

Der hier verwendete Ausdruck "konzentrierte Salpetersäure" soll eine wäßrige Salpetersäuremischung bezeichnen, die eine Säurekonzentration von zwischen etwa 80 Gew.-% und etwa 95 Gew.-% an Säure aufweist (vorzugsweise etwa 90 Gew.-%), bezogen auf das Gesamt gewicht von Säure einschließlich Wasser in der wäßrigen Säuremischung. Der Ausdruck "gebrauchte oder verbrauchte Säure" bezeichnet eine benutzte Salpeter säuremischung, die Wasser zusammen mit gelöstem NTO und, wahlweise, geringeren Mengen an gelösten Nebenprodukten der Reaktion enthält. Die verbrauchte Säure wird nach mindestens einem Zyklus des erfindungsgemäßen Ver fahrens erzeugt.The term "focused." Nitric acid "is said to be an aqueous nitric acid mixture denote an acid concentration of between about 80 wt% and about 95 wt% acid (preferably about 90% by weight) based on the total weight of acid including water in the aqueous acid mixture. The expression "used or spent acid "denotes a used saltpetre acid mixture, the water together with dissolved NTO and, optional, smaller amounts of dissolved by-products the reaction contains. The acid consumed becomes after at least one cycle of the Ver driving generated.

Die folgenden Beispiele sollen diese Erfindung er läutern, jedoch in keiner Weise den Schutzumfang dieser Erfindung beschränken.The following examples are intended to illustrate this invention purify, but in no way the scope of this Limit invention.

example 1 Production of NTO from aqueous TO and 90% Nitric acid.

20 ml einer 90%-igen Salpetersäure wurden in einen 50-ml-Kolben gegeben und auf 45°C erhitzt. 1,2,4-Triazol- 5-on (5 g, 0,059 mol) wurde in 12 ml heißem Wasser gelöst, das eine Temperatur von etwa 80°C aufwies. Die resultierende Lösung wurde über einen Langstieltrichter zu der Säure gegeben, wobei der Auslaß des Trichters sich unterhalb der Säureoberfläche befand. Aufgrund der Zugabe der Lösung erwärmte sich die Säuremischung auf eine Temperatur von 80°C. Der Rest der Lösung wurde mit einer Rate zugegeben, die die Temperatur aufgrund der Wärmeentwicklung auf etwa 80°C. hielt. Die Zugabe erfolgte in etwa 8 min. Mit fortschreitender Reaktion wurde die Lösung leicht gelb, und es bildeten sich Feststoffe, die zu der Oberfläche der Reaktionsmischung emporstiegen. Die Temperatur der Reaktionsmischung wurde 1 h lang auf 80°C gehalten, dann wurde Mischung auf 30°C gekühlt und filtriert, um die Feststoffe von dem Filtrat zu entfernen. Die Feststoffe wurden mit einer geringen Menge an Eiswasser gewaschen und im Vakuum getrocknet, um 4,3 g eines Produktes zu er geben, das einen Schmelzpunkt von 267°C bis 269°C auf wies; die Ausbeute betrug 56 Gew.-% an NTO, bezogen auf den Reaktionsteilnehmer TO.20 ml of a 90% nitric acid was placed in a Added 50 ml flask and heated to 45 ° C. 1,2,4-triazole 5-one (5 g, 0.059 mol) was placed in 12 ml of hot water solved, which had a temperature of about 80 ° C. The resulting solution was over a long-stick funnel added to the acid, leaving the outlet of the funnel was below the acid surface. Because of the acid mixture warmed when the solution was added to a temperature of 80 ° C. The rest of the solution was added at a rate that is due to temperature the heat development to about 80 ° C. held. The addition was done in about 8 min. With progressive reaction the solution turned slightly yellow and formed Solids leading to the surface of the reaction mixture rose. The temperature of the reaction mixture was kept at 80 ° C for 1 hour, then mixture Chilled to 30 ° C and filtered to remove the solids from to remove the filtrate. The solids were with washed a small amount of ice water and dried in vacuo to give 4.3 g of a product give a melting point of 267 ° C to 269 ° C pointed; the yield was 56% by weight of NTO, based on the reactant TO.

Example 2

Herstellung von NTO unter Rückführung von ver brauchter Säure gemäß Beispiel 1, um die Ausbeute an NTO zu erhöhen.Production of NTO with return of ver used acid according to Example 1 to determine the yield to increase at NTO.

5 g an TO wurden in 25 g des verdünnten Säurefiltrats (d.h. die "verbrauchte Säure") von Beispiel 1 gelöst. Dies machte ein Aufheizen der Mischung auf 50°C er forderlich. Zu der resultierenden Lösung wurden 20 ml von 90%-iger Salpetersäure bei einer Temperatur von 45°C zugegeben. Die Mischung erwärmte sich langsam auf 70°C. Die Zugabe erfolgte in einer Rate, die die Temperatur aufgrund der Wärmeentwicklung auf 65°C bis 70°C hielt. Die Mischung wurde dann auf 80°C erwärmt und für 1 h bei dieser Temperatur gehalten und dann auf 20°C abgekühlt, filtriert, mit Eiswasser gewaschen und getrocknet. Ungefähr 7,1 g an Produkt, das einen Schmelzpunkt von 267°C-271°C aufwies, wurden erhalten; die Ausbeute an NTO betrug 92,5 Gew.-%, bezogen auf den Reaktionsteilnehmer TO.5 g of TO was added to 25 g of the dilute acid filtrate (i.e. the "spent acid") of Example 1. This made the mixture heat up to 50 ° C conducive. To the resulting solution was added 20 ml of 90% nitric acid at a temperature of 45 ° C added. The mixture warmed up slowly to 70 ° C. The addition was made at a rate that the temperature due to the heat development 65 ° C to 70 ° C held. The mixture was then heated to 80 ° C and for 1 h at this temperature held and then cooled to 20 ° C, filtered, washed with ice water and dried. Approximately 7.1 g of product that has a melting point of 267 ° C-271 ° C were obtained; the yield of NTO was 92.5% by weight, based on the reactant TO.

Example 3

Herstellung von NTO unter Rückführung von verbrauch ter Säure gemäß Beispiel 2.Production of NTO with return of consumption ter acid according to Example 2.

Das Verfahren gemäß Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß dieses Mal die verbrauchte Säure, die als Lösungsmittel für TO verwendet wurde, das verdünnte Säurefiltrat von Beispiel 2 war. Das resultierende Produkt wurde in einer Menge von 5,9 g erhalten und hatte einen Schmelzpunkt von 266°C-269°C.The procedure according to Example 2 was repeated with except that this time the acid used, which was used as a solvent for TO dilute acid filtrate from Example 2. The resulting product was in an amount of 5.9 g obtained and had a melting point of 266 ° C-269 ° C.

Die Produkte der oben genannten drei Beispiele wurden zusammengegeben und aus einer geringen Menge an kochen dem Wasser rekristallisiert. Das Endprodukt schmolz bei 267°C bis 268°C und wog 16,3 g, und somit betrug die Gesamtausbeute an NTO 71 Gew.-%.The products of the above three examples were put together and cook from a small amount of recrystallized from the water. The end product melted away 267 ° C to 268 ° C and weighed 16.3 g, and thus the Total NTO yield 71% by weight.

Die Analyse des Produktes ergab die folgenden Ergebnisse:
Analyse für C₂HN₄O₃:The analysis of the product gave the following results:
Analysis for C₂HN₄O₃:

berechnet:
C 18,57, H 1,54
gefunden:
C 18,41, H 1,53calculated:
C 18.57, H 1.54
found:
C 18.41, H 1.53

Diese Angaben stellen Gew.-% dar, bezogen auf die Gesamtformel C₂HN₄O₃.These figures represent% by weight, based on the overall formula C ₂ HN ₄ O ₃ .

Die DSC-Analyse (differential scanning calorimetry) zeigte beim Aufheizen des Produktes mit einer Rate von 10°C/Min. bei 269,5°C einen exothermen Beginn.DSC analysis (differential scanning calorimetry) showed at a rate when heating the product from 10 ° C / min. an exothermic start at 269.5 ° C.

Claims

1. A process for the preparation of 3-nitro-1,2,4-triazol-5-one from aqueous 1,2,4-triazol-5-one, characterized by the reaction of a reaction mixture of concentrated nitric acid and aqueous 1,2, 4-Triazol-5-one at a reaction temperature of between about 50 ° C and about 100 ° C for a reaction time of at least about 1 h.

2. The method according to claim 1, characterized, that the reaction mixture has a total water content of between about 20 and about 50% by weight, based on the total weight of the reaction mixture.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the reaction time is not more than about 5 hours.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that the concentrated nitric acid is an acid Concentration of about 90 wt .-%, based on the total weight of water and the water contained in it Acid.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that the aqueous 1,2,4-triazol-5-one by Dissolve solid 1,2,4-triazol-5-one in Water is made up to a solution of aqueous To produce 1,2,4-triazol-5-one.

6. The method according to claim 5, characterized, that the solution between about 50 and about 85 wt .-% Contains water based on the weight of the solution.

7. The method according to claim 5, characterized, that the solution between about 50 and about 70 wt .-% Contains water based on the weight of the solution.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized, that the reaction is carried out at atmospheric pressure becomes.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized, that the reaction at a reaction temperature of between about 70 ° C and about 80 ° C is carried out.

10. A process for the preparation of 3-nitro-1,2,4-triazol-5-one from aqueous 1,2,4-triazol-5-one in high yield, characterized by the following steps:

a) reaction of a reaction mixture of concentrated nitric acid and aqueous 1,2,4-triazol-5-one at a reaction temperature between about 50 ° C and about 100 ° C and for a reaction time of at least about 1 h in a reactor to produce 3-nitro-1,2,4-triazol-5-one and used nitric acid;
b) separation of the 3-nitro-1,2,4-triazol-5-one from the used nitric acid;
c) Mixing the used nitric acid with 1,2,4-triazol-5-one to form a solution from used nitric acid and 1,2,4-triazol-5-one;
d) adding the solution of used nitric acid and 1,2,4-triazol-5-one to the reactor and adding a sufficient amount of concentrated nitric acid to replenish the reaction mixture; and
e) repeating at least steps a) and b) at least once.

11. The method according to claim 10, characterized, that the reaction mixture has a total water content of between about 20 and about 50% by weight, based on the total weight of the reaction mixture.

12. The method according to claim 10 or 11, characterized, that the reaction time is not more than 5 hours.

13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized, that the concentrated nitric acid is an acid Concentration of about 90 wt .-%, based on the total weight of water and the water contained in it Acid.

14. The method according to any one of claims 10 to 13, characterized, that the aqueous 1,2,4-triazol-5-one by dissolving solid 1,2,4-triazol-5-one is prepared in water, to a solution of aqueous 1,2,4-triazol-5-one produce.

15. The method according to claim 14, characterized, that the solution between about 50 and about 85 wt .-% Contains water based on the weight of the solution.

16. The method according to claim 14, characterized, that the solution between about 50 and about 70 wt .-% Contains water based on the weight of the solution.

17. The method according to any one of claims 10 to 16, characterized, that the reaction is carried out at atmospheric pressure becomes.

18. The method according to any one of claims 10 to 17, characterized, that the reaction at a reaction temperature of between about 70 ° C and about 80 ° C becomes.

19. The method according to any one of claims 10 to 18, characterized, that step b) is carried out with the aid of filtration becomes.