JP2519621B2 - ジニトラミド塩およびその製法 - Google Patents

ジニトラミド塩およびその製法

Info

Publication number
JP2519621B2
JP2519621B2 JP3511276A JP51127691A JP2519621B2 JP 2519621 B2 JP2519621 B2 JP 2519621B2 JP 3511276 A JP3511276 A JP 3511276A JP 51127691 A JP51127691 A JP 51127691A JP 2519621 B2 JP2519621 B2 JP 2519621B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
group
cation
formula
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3511276A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05500795A (ja
Inventor
ボツタロ,ジエフリー・シー
シユミツト,ロバート・ジエイ
ペンウエル,ポウル・イー
ロス,デヴイツド・エス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SRI International Inc
Original Assignee
Stanford Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanford Research Institute filed Critical Stanford Research Institute
Publication of JPH05500795A publication Critical patent/JPH05500795A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2519621B2 publication Critical patent/JP2519621B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/082Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B25/00Compositions containing a nitrated organic compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B31/00Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B41/00Compositions containing a nitrated metallo-organic compound

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 産業上の利用分野 本発明はジニトラミド塩に関するものである。さらに
また本発明は、該化合物をアルキル−N,N−ジニトラミ
ンから製造する方法にも関する。
関連技術の記述 従来はロケットの推進薬組成物中に過塩素酸アンモニ
ウム、過塩素酸カリウムごとき固体酸化剤が使用されて
いた。なぜならばこれらは液体酸化剤よりも一層大なる
安定性を有するからである。しかしながら上記の公知固
体酸化剤中にはハロゲンが存在するために、スモークト
レイル(smoke trail)が生じ、これはレーダで検知さ
れ易く、そして或場合には肉眼で検知されることもあ
る。さらにまた塩素は、大気中でオゾン減損という重大
な環境悪化の原因となる物質である。
前記の過塩素酸系の固体燃料酸化剤は上記のごとき欠
点を有するから、他の材料たとえば硝酸塩(NO3 -)化合
物について研究が行われ、すなわち、過塩素酸系酸化剤
にみられるような欠点がなくしかも所望のエネルギー密
度および安定性を有する酸化剤の開発に関する研究が行
われるようになった。
ハーメル等の米国特許第3,428,667号明細書には、イ
オン性ニトロニウム塩と第一有機ニトラミンとの反応に
よって、一般式 R-N((NO2)2)n (ここにnは1−2の数であり、Rは一価または二価有
機基である) を有するN,N−ジニトラミンを製造する方法が開示され
ている。該化合物は高エネルギー質のものであって、推
進薬、爆薬および火工作業用組成物(pyrotechnic comp
ositions)の成分として有用であるといわれている。
ウイラー等の米国特許第4,878,968号明細書には、ク
バン(cubane)−1,4−ビス(アンモニウムニトレー
ト)すなわち1,4−ビス(アウモニウム)ペンタシクロ
〔4.2.0.02.5.03.8.04.7〕オクタンジニトレート、およ
びクバンアンモニウムニトレートすなわちペンタシクロ
ー〔〔4.2.0.02.5.03.8.04.7〕−オクチルアンモニウム
ニトレート等の置換クバンを含有する銃砲およびロケッ
ト用推進薬の製造方法が開示されている。
レロイ等の論文「ア、セオリチカル、インベスチゲー
ション、オブ、ザ、ストラクチャ、アンド、リアクティ
ビティ、オブ、ナイトロゲン−センタード、ラジカル
ズ」〔「ザ、ジャーナル、オブ、モレキュラー、ストラ
クチャ(Theochem)」153(1987)第249頁−第267頁
(エルセビエル、サイエンス出版社、オランダ国、アム
ステルダム)〕には、窒素中心基(nitrogen−centered
radicals)の構造、安定性および反応性が論述されて
いる。該論文中の第6表には、窒素中心基と他の種々の
物質との反応が記載されており、たとえば、N(NO2)2とN
H2との反応によって2NHNO2が生成すること、およびN(NO
2)2とCH3NHNO2との反応によってCH3NNO2およびNH(NO2)
が生成することが開示されている。
刊行物「ザ、サード、クォータリ、リポート、オン、
ベーシック、リサーチ、イン、ソリッド、オキシジエ
ン、オキシダイザーズ、オブ、ガバメント、コントラク
ト、AF04(611)−8549」(1963年12月)第6頁−第7
頁には、ニトロニウムテトラフルオロボレートとメチレ
ンジニトラミンのジアニオン(dianion)との反応によ
ってアニオン型中間生成物の生成が予想される旨が記載
されており、さらにまた、該アニオン型中間生成物は、
当量(「二回目の当量」(second equivalent)と称す
る)のニトロニウムテトラフルオロボレートと反応して
N,N,N′,N′−テトラニトロメチレンジアミンを生成す
るかまたは分解(fragmentation)して、式-N(NO2)2
有するアニオンが生じることが予想される旨が記載され
ている。
塩素を含まないという点で公知過塩素酸塩よりもすぐ
れており、しかも過塩素酸塩と同様に安定であり、さら
にまた、従来のジニトラミン化合物よりもずっと安定で
しかも一層安価であるという大なる長所を有するために
ロケット推進用燃料として非常に有利に使用できる安定
な固体イオン性ニトロ化合物を見出すことが非常に望ま
しいと考えられる。
発明の目的および構成 したがって本発明の目的は、次式 M+r〔N(NO2)2 -r (ここにMは、金属カチオンおよび窒素含有カチオンか
らなる群から選択され、rはMのカチオン価を示す) を有する新規N,N−ジニトラミド塩を提供することにあ
る。
本発明の別の目的は、次式 M+r〔N(NO2)2 -r (ここにMは、金属カチオン、および窒素原子を1−8
個含む窒素含有カチオンからなる群から選択され、rは
Mのカチオン価を示す) を有する新規ジニトラミド塩を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、次式 M+r〔N(NO2)2 -r (ここにM+は、窒素含有化合物との反応によってN,N−
ジニトラミド塩を形成し得るような金属塩の金属カチオ
ンであり、rはMのカチオン価を示す) を有する新規N,N−ジニトラミド塩を提供することであ
る。
本発明のさらに別の目的は、次式 M+-N(NO2)2 (ここにM+は1−8個の窒素を含むイオンである) を有する新規N,N−ジニトラミド塩を提供することであ
る。
本発明のさらに別の目的は、次式 M+-N(NO2)2 〔ここにM+は式(RkHmNn)+2で表される1−8個の窒素を
含む窒素含有イオンであり、nは1−8の数であり、z
は1からnまでの数であり、kは0から(n+2+z)
までの数であり、m=n+2+z−kであり、各Rは同
一または相異なる炭素数1−6個のアルキル基である〕 を有する新規N,N−ジニトラミド塩を提供することにあ
る。
本発明のさらに別の目的は、次式 M+-N(NO2)2 〔ここにMは、1−2個の窒素原子を含む窒素含有カチ
オン(たとえば置換アンモニウムイオン、アンモニウム
イオン、置換ヒドラジニウムイオンおよびヒドラジニウ
ムイオン)からなる群から選択される〕 を有する新規N,N−ジニトラミド塩を提供することであ
る。
本発明のさらに別の目的は、次式 M+r〔N(NO2)2 -r 〔ここにM+は、金属カチオンおよび窒素含有カチオン
(たとえば置換アンモニウムイオン、アンモニウムイオ
ン、置換ヒドラジニウムイオンおよびヒドラジニウムイ
オン)からなる群から選択され、rはMのカチオン価を
示す〕 を有するN,N−ジニトラミド塩の製造方法を提供するこ
とにある。
本発明のさらに別の目的は、式RbHcN(NO2)2を有する
ニトロアミンと、金属含有化合物または窒素含有化合物
とを反応させることによって、次式 M+r〔N(NO2)2 -r を有するN,N−ジニトラミド塩を製造する方法を提供す
ることである。
本発明のさらに別の目的は、次式 LnZR′N(NO2)2 のニトロアミンを、次式 MX の塩と反応させることによって、次式 M+r〔N(NO2)2 -r のN,N−ジニトラミド塩を製造する方法を提供すること
である(上式においてnは1−3の数であって、しかし
てこれはzの原子価に依存して変化する数である。Lは
同一または相異なる炭素数1−6個のアルキル基、アリ
ール基、水素、ハロゲン、アミン基またはエーテル基で
ある。ZはSi、Sn、Ge、As、B、Sb、Bi、PbおよびHgか
らなる群から選択される元素である。R′は炭素数1−
6個のアルキレン基である。M+イオンは、金属カチオ
ン、置換アンモニウムカチオン、アンモニウムカチオ
ン、置換ヒドラジニウムカチオンおよびヒドラジニウム
カチオンからなる群から選択される。-Xはフッ素イオ
ン、塩素イオン、炭酸イオン、水酸イオン、アルコキシ
ドイオンおよびカルボン酸イオンからなる群から選択さ
れるアニオンであり、rはMのカチオン価を示す)。
本発明の前記の目的および他の目的は、以下の記載お
よび添付図面から一層明らかになるであろう。
図面の簡単な説明 図面は、本発明方法の一具体例の工程を図示した工程
図である。
発明の詳細な記述 本発明は、停止/始動型ロケットエンジンのごとき種
々のロケットエンジンの推進薬として有用な、安定かつ
高密度の、融解し得る、かつポンプ輸送し得る酸化剤を
構成する次式 M+r〔N(NO2)2 -r の新規ジニトラミド塩に関するものである。この塩は14
0℃の高温まで安定であり、しかも従来使用されていた
過塩素酸系の酸化剤の場合と異なって、肉眼またはレー
ダーで検知され得るスモークテイルを生じない。
前記の新規ジニトラミドの式 M+r〔N(NO2)2 -r において、M+は一価、二価または三価金属カチオンまた
は窒素含有カチオン、たとえば次式で示される1−8個
の窒素を含む窒素含有カチオンであり得る。
M+-N(NO2)2 〔ここにM+は次式 (RkHmNn)+2 で表される窒素を1−8個含むイオンであり、nは1−
8の数であり、zは1からnまでの数であり、kは0か
ら(n+2+z)までの数であり、m=n+2+z−k
であり、各Rは同一または相異なる炭素数1−6個のア
ルキル基である。〕 本発明のジニトラミド塩の製造方法の説明の文節で一
層詳細に述べるが、M+を構成し得る金属イオンの例に
は、フッ化物または塩化物のいずれかと可溶性塩を形成
し得る金属イオンがあげられる。Mを構成し得る主な金
属の例にはアルカリ金属Li、Na、K、RbおよびCs、アル
カリ土類金属Ca、Ba、SrおよびMg、第Ib族金属Cu、Agお
よびAu、第IIb族金属Zn、CdおよびHg、第III族金属Al、
Sc、Y、Ca、Inおよびランタニド元素(57−71)、第IV
族金属Ti、Zr、Hf、GeおよびSn、第V族金属V、Nbおよ
びTa、第VI族金属Cr、MoおよびW、第VIIa族金属Mn、Tc
およびRe、第VIII族金属Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、
IrおよびPtがあげられる。前記の金属イオンのうちで、
本発明のジニトラミド塩のために好ましい金属イオンは
Li、Na、K、BeおよびMgである。
M+イオンが1−2個の窒素を含むカチオンである場合
には、これはたとえば次式 RkHmNn +2 (ここにnは1−2の数であり、kは0から3+nまで
の数であり、m=3+n−kであり、各Rは同一または
相異なる炭素数1−6個の直鎖状または分枝状アルキル
基である) のカチオンであり得る。このようなイオンの例にはN
H4 +,CH3NH3 +,(CH3)2NH2 +,(CH3)3NH+,(CH3)4N+,C2H
5NH3 +,(C2H5)2NH2 +,(C2H5)3NH+,(C2H5)4N+,(C2H5)
(CH3)NH2 +,(C2H5)(CH3)2NH+,(C2H5)2(CH3)2N+,(C
3H7)4N+,(C4H9)4N+,N2H5 +,CH3N2H4 +,(CH3)2N2H3 +
(CH3)3N2H2 +,(CH3)4N2H+,(CH3)5N2 +等があげられる。
M+イオンのさらに別の例には、既述のウイラー等の米
国特許第4,878,968号明細書等に記載のクバン−1,4−ア
ンモニウムイオン、クバン−1,2,4,7−テトラアンモニ
ウムイオン、クバン−1,3,5,7−テトラアンモニウムイ
オン、クバン1,2,3,4−テトラアンモニウムイオン、ク
バン−1,2,3,4,7−ペンタアンモニウムイオン、クバン
−1,2,4,6,8−ペンタアンモニウムイオンがあけられ
る。
M+を構成し得る窒素含有カチオンの別の例にはグアニ
ジニウムイオン〔C(NH2)3 +〕、トリアミノグアニジニウ
ムイオン〔C(N2H3)3 +〕、ニトロニウムイオン(O=N=
O+)、ニトロソニウムイオン(N≡O+)、および1−1
0,000個の窒素を含むエチレンイミン重合体イオンがあ
げられる。
a.ジニトラミド塩の製法(製法1) 本発明のジニトラミド塩は、たとえば、次式 LnZR′N(NO2)2 のジニトラミンと、金属含有化合物または窒素含有化
合物たとえばアンモニア、ヒドラジンまたは式MXの塩と
の反応によって製造できる。上式において、nは1−3
の数であり、Lは同一または相異なる炭素数1−6個の
アルキル基、アリール基、水素、ハロゲン、アミン基ま
たはエーテル基であり、ZはSi、Sn、Ge、As、B、Sb、
Bi、PbおよびHgからなる群から選択される元素であり、
R′は炭素数1−6個のアルキレン基であり、M+イオン
は金属カチオン、置換アンモニウムカチオン、アンモニ
ウムカチオン、置換ヒドラジニウムカチオンおよびヒド
ラジニウムカチオンからなる群から選択され、-Xアニオ
ンは、フッ素イオン、塩素イオン、アルコキシドイオ
ン、エルボン酸イオン、水酸イオンおよび炭酸イオンか
らなる群から選択されるイオンである。塩とジニトラミ
ンとの反応の場合には、該反応は次式で表すことができ
る。
LnZR′N(NO2)2+MX MN(NO2)2+LnZX+R このようなジニトラミン系プレカーサの例には、次式 (CH3)3Si(CH2)2-N(NO2)2 の2−トリメチルシリルエチル−N,N−ジニトラミンが
あげられる。
ジニトラミン系プレカーサは公知の製法によって製造
でき、たとえばハーメル等の米国特許第3,428,667号明
細書に記載の製法、あるいは既述の文献「サード,クォ
ータリ、リポート、オブ、AF、コントラクト、04(61
1)−8549」に記載の製法によって製造できる。
あるいはジニトラミン系プレカーサは、本発明の一態
様によれば、アセトニトリル中で化学量論量のニトロニ
ウムテトラフルオロボレートおよび硝酸を使用すること
によって脂肪族イソシアネートから直接に製造でき、し
かしてこのニトロ化反応は次式で表すことができる。
式MXの塩を用いる式RN(NO2)2のジニトラミンの減成反
応は無機または有機溶媒中で実施できる。好ましい溶媒
は水、アルコール、アセトンのごとき極性溶媒である。
該反応は出発物質と融和し得る任意のpHにおいて実施で
きるが、該pHは一般に約3−10である。
前記減成反応の温度は−40ないし+150℃であり得、
好ましくは約0−20℃である。この減成反応は常圧下
に、1分ないし長時間(たとえば1週間)実施できる
が、反応時間は出発物質の反応性、選ばれた反応温度、
所望収率に左右されて種々変わるであろう。該反応は一
般に約1−2時間実施されるであろう。
b.ジニトラミド塩の製法(製法2) 本発明のジニトラミド塩はまた次の製法によっても製
造できる。最初に、ニトラミド(NH2NO2)とニトロニウム
テトラフルオロボレート(NO2BF4)のごときニトロ化剤
との反応によって、次HN(NO2)2の遊離酸を生成させる。
この反応は次の反応式で表される。
ニトラミンと反応させることができるニトロニウムテ
トラフルオロボレート以外のニトロ化剤の例には、(NO2
+)2(S2O7 -2,NO2 +AlCl4 -、N2O5,NO2F,NO2 +PF6 -、NO2 +
AsF6 -,NO2 +SbF6 -,アセチルニトレート,トリフルオロ
アセチルニトトレート,トリフルオロアセチルニトレー
トと触媒活性を有するBF3との組み合わせ、アセトンシ
アノヒドリンニトレートと触媒活性を有するBF3との組
み合わせ、および前記物質のいずれかと硝酸との組み合
わせがあげられる。
得られた中間生成物をその後に既述の金属含有化合物
または窒素含有化合物たとえばアンモニア、ヒドラジ
ン、または既述の塩MXと反応させて、本発明のジニトラ
ミド塩を生成させるのである。塩MXを使用した場合に
は、該反応は次式で表される。
中和剤としてヒドラジンを使用した場合には、得られ
た生成物を非常に注意深く取り扱わなければならない。
なぜならば該生成物はショックに敏感であるからであ
る。
NO+、NOおよびNO2が実質的に存在しない場合、すなわ
ちこれらの窒素酸化物のいずれかまたは全部が合計で約
5重量%より少ない量で存在する場合に、前記の反応は
具合よく進行する。したがって、本発明の好ましい具体
例に従って、この反応に使用される薬剤を、NO+、NOお
よび/またはNO2の含有量が約5重量%未満になるまで
精製すべきである。
本発明をさらに詳細に例示するために、次に実施例を
示す。
例1 2−(トリメチルシリルエチル)−N,N−ジニトラミ
ンプレカーサを次の方法によって製造した。ニトロニウ
ムテトラフルオロボレート1.45g(11ミリモル)、アセ
トニトリル10mlおよび99+%硝酸700mg(11ミリモル)
からなる氷冷混合物をアルゴン雰囲気中で調製した。次
いで2−(トリメチルシリルエチル)イソシアネート10
ミリモルを添加した。この添加は、添加速度の適切な制
御によってヒュームオフ(fume−off)を防止しながら
行った。反応混合物を0℃において15分間攪拌し、CHCl
3で希釈して全量25mlにし、1"x3"プラグ(SiO2製)を通
じて速やかに濾過し、CHCl31000mlを用いて溶離操作を
行った。得られた粗生成物のクロマトグラフィ操作を、
SiO2上で溶離剤としてCHCl3を用いて行い、最速移動性
のUV活性物質(Rf=0.5)を集めた。所望生成物である
2−(トリメチルシリルエチル)−N,N−ジニトラミン
プレカーサが500mg得られた。収率約25%。
前記の操作と同様な操作によって1−アダマンチルイ
ソシアネートから1−アダマンチル−N,N−ジニトラミ
ン化合物が得られ、1,6−ヘキサンイソシアネートから
1,6−ビス(N,N−ジニトラミノ)ヘキサン化合物が得ら
れた。
例2 例1の方法によって得られた2−(トリメチルシリル
エチル)−N,N−ジニトラミン約2.5mlをアセトニトリル
20mlに溶解し、20℃に保ち、これにテトラメチルアンモ
ニウムフルオライド1gを添加した。この溶液を約120分
間攪拌した。酢酸エチルから結晶化させることによって
テトラメチルアンモニウム−N,N−ジニトラミド塩が生
成物として回収できた。該生成物の収量は900mg、収率
は約50%であった。
前記の場合と同様な方法によって2−(テトラメチル
シリルエチル)−N,N−ジニトラミンをテトラブチルア
ンモニウムフルオライドおよびフッ化セシウムとそれぞ
れ反応させることによって、これらに対応するテトラブ
チルアンモニウムジニトラミド塩およびセシウムジニト
ラミド塩がそれぞれ得られた。
例3 アルゴン雰囲気中で−10℃の温度に冷却された無水ア
セトニトリル4ml中にニトラミド2ミリモルを溶解し、
次いでニトロニウムテトラフルオロボレート300mg(2.3
ml)で処理した。反応混合物を10分間攪拌し、その後に
これを、エチルエーテル100ml中に1M−NH3/2−プロパノ
ール8mlを含有する混合物に攪拌下に添加した。反応混
合物を5分間攪拌した。次いで反応混合物を乾燥状態に
なるまで蒸発させ、1:1アセトン/酢酸エチル混合物10m
l中で摩砕操作を行い(triturated)、濾過し、再び乾
燥状態になるまで蒸発させ、ブタノール2mlから結晶化
させることによって、アンモニウムジニトラミドが結晶
として0.15g得られた。
例4 アルゴン雰囲気中で−10℃の温度に冷却れた無水アセ
トニトリル4ml中にニトラミド2ミリモルを溶解し、次
いでニトロニウムテトラフルオロボレート300mg(2.3m
l)で処理した。反応混合物を10分間攪拌し、その後に
これを、1M−炭酸カリウム水溶液8mlに攪拌下に添加し
た。反応混合物を5分間攪拌した。次いで反応混合物を
乾燥状態になるまで蒸発させ、1:1アセトン/酢酸エチ
ル混合物10ml中で摩砕操作を行い、濾過し、再び乾燥状
態になるまで蒸発させ、ブタノール2mlから結晶化させ
ることによって、カリウムジニトラミドが結晶として0.
15g得られた。
例5 本発明のジニトラミド塩の安定性および有用性を調べ
た。差動走査熱量測定(DSC)および熱重量分析(TGA)
によって該化合物の熱安定性を調べ、かつ、各々の化合
物から出るエネルギーを測定した。酸および塩基に対す
る安定性も調べ、該化合物が安定に存在し得るpH範囲を
決定した。これらの試験の結果を表1に示す。
前記の説明から明らかなように、本発明は、高度の熱
安定性を有し、高エネルギー密度を有し、しかも煙の発
生源となるハロゲンを含まず、ロケット用燃料中の酸化
剤として有用な新規ジニトラミド塩を提供するものであ
る。本発明のジニトラミド塩は、融解し得、かつポンプ
輸送し得る酸化剤であって、安定性の比較的低い従来の
酸化剤の代わりに、始動/停止型ロケットエンジンに有
利に使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペンウエル,ポウル・イー アメリカ合衆国カリフオルニア州94026、 メンロ・パーク、ポスト・オフイス・ボ ツクス 334 (72)発明者 ロス,デヴイツド・エス アメリカ合衆国カリフオルニア州94303、 パロ・アルト、ウオルター・ヘイズ・ド ライヴ 149

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】次式 MN(NO2)2 (ここにMは、金属イオンおよび窒素含有イオンからな
    る群から選択されるカチオンである) を有するN,N−ジニトラミド塩。
  2. 【請求項2】MがLi,Na,K,Rb,Cs,Ca,Ba,Sr,Mg,Cu,Ag,A
    u,Zn,Cd,Hg,Al,Sc,Y,Ga,In,ランタニド元素(57−71),
    Ti,Zr,Hf,Ge,Sn,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Tc,Re,Fe,Co,Ni,R
    u,Rh,Pd,Os,IrおよびPtからなる群から選択される一
    価、二価または三価金属カチオンである請求の範囲第1
    項記載のN,N−ジニトラミド塩。
  3. 【請求項3】Mが、Li,Na,K,BeおよびMgからなる群から
    選択される金属カチオンである請求の範囲第2項に記載
    のN,N−ジニトラミド塩。
  4. 【請求項4】Mが1−8個の窒素を含む窒素含有カチオ
    ンである請求の範囲第1項に記載のジニトラミド塩。
  5. 【請求項5】Mが次式 RkHmNn +z (ここにnは1−8の数であり、kは0から2+nまで
    の数であり、zは1からnまでの数であり、m=n+2
    +z−kであり、各Rは同一または相異なる炭素数1−
    6個の直鎖状または分枝状アルキル基である) の、窒素を1−8個含む窒素含有カチオンである請求の
    範囲第1項に記載のN,N−ジニトラミド塩。
  6. 【請求項6】Mが、グアニジニウムイオン、トリアミノ
    グアニジニウムイオン、ニトロニウムイオン、ニトロソ
    ニウムイオン、窒素を1−10,000個含むエチレンイミン
    重合体イオン、クバン−1,4−ビスアンモニウムイオ
    ン、クバン−1,2,4,7−テトラアンモニウムイオン、ク
    バン−1,2,3,4−テトラアンモニウムイオン、クバン−
    1,3,5,7−テトラアンモニウムイオン、クバン−1,2,3,
    4,7−ペンタアンモニウムイオンおよびクバン−1,2,4,
    6,8−ペンタアンモニウムイオンからなる群から選択さ
    れる窒素含有カチオンである請求の範囲第1項に記載の
    N,N−ジニトラミド塩。
  7. 【請求項7】アンモニア、ヒドラジン、および次式 MX (ここにXは、フッ素イオン、塩素イオン、水酸イオ
    ン、炭酸イオン、アルコキシドイオンおよびカルボン酸
    イオンからなる群から選択されるイオンである)の塩か
    らなる群から選択される化合物と、ニトラミン化合物と
    の反応生成物である請求の範囲第1項に記載のN,N−ジ
    ニトラミド塩。
  8. 【請求項8】次式 LnZR′N(NO2)2 のジニトラミンと、次式 MX の化合物との反応生成物である請求の範囲第7項に記載
    のN,N−ジニトラミド塩(上式においてnは1−3の数
    であり、Lは同一または相異なる炭素数1−6個のアル
    キル基、アリール基、水素、ハロゲン、アミン基または
    エーテル基であり、ZはSi,Sn,Ge,As,B,Sb,Bi,Pbおよび
    Hgからなる群から選択される元素であり、R′は炭素数
    1−6個のアルキレン基であり、M+は金属カチオン、置
    換アンモニウムカチオン、アンモニウムカチオン、置換
    ヒドラジニウムカチオンおよびヒドラジニウムカチオン
    からなる群から選択され、Xアニオンはフッ素イオンお
    よび塩素イオンからなる群から選択されるハロゲンイオ
    ンである)。
  9. 【請求項9】次式 NH2NO2 のニトラミン化合物に、ニトロニウムテトラフルオロボ
    レート,(NO2 +)2(S2O7 -2),NO2 +AlCl4 -,N2O5,NO2F,N
    O2 +PF6 -,NO2 +AsF6 -,NO2 +SbF6 -,アセチルニトレー
    ト,トリフルオロアセチルニトレート,トリフルオロア
    セチルニトレートと触媒作用を有するBF3との組み合わ
    せ、アセトンシアノヒドリンニトレートと触媒作用を有
    するBF3との組み合わせ、これらのいずれかと硝酸との
    組み合わせからなる群から選択されるニトロ化剤を反応
    させて次式 HN(NO2)2 酸を生成させ、該酸をその後に、金属含有化合物および
    窒素含有化合物からなる群から選択される化合物と反応
    させて次式 MN(NO2)2 ジニトラミド塩を生成させることからなる一連の反応に
    よって得られる反応生成物である請求の範囲第7項に記
    載のN,N−ジニトラミド塩。
  10. 【請求項10】次式 NH2NO2 のニトラミン化合物とニトロニウムテトラフルオロボレ
    ートとの反応によって次式 HN(NO2)2 の酸を生成させ、該酸をその後に、金属含有化合物およ
    び窒素含有化合物からなる群から選択される化合物と反
    応させて次式 MN(NO2)2 のジニトラミド塩を生成させることからなる一連の反応
    によって得られる反応生成物である請求の範囲第1項記
    載のN,N−ジニトラミド塩。
  11. 【請求項11】次式 MN(NO2)2 〔ここにMは、 (a)Li,Na,K,Rb,Cs,Ca,Ba,Sr,Mg,Cu,Ag,Au,Zn,Cd,Hg,
    Al,Sc,Y,Ga,In,ランタニド元素(57−71),Ti,Zr,Hf,G
    e,Sn,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Tc,Re,Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,O
    s,IrおよびPtからなる群から選択される一価、二価また
    は三価金属イオン、 (b)次式 RkHmNn +z (ここにnは1−8の数であり、kは0から2+nまで
    の数であり、zは1からnまでの数であり、m=n+2
    +z−kであり、各Rは同一または相異なる炭素数1−
    6個の直鎖状または分枝状アルキル基である) の、窒素を1−8個含む窒素含有カチオン、および (c)グアニジニウムイオン、トリアミノグアニジニウ
    ムイオン、ニトロニウムイオン、ニトロソニウムイオ
    ン、1−10,000個の窒素を含むエチレンイミン重合体イ
    オン、クバン−1,4−ビスアンモニウムイオン、クバン
    −1,2,4,7−テトラアンモニウムイオン、クバン−1,2,
    3,4−テトラアンモニウムイオン、クバン−1,3,5,7−テ
    トラアンモニウムイオン、クバン−1,2,3,4,7−ペンタ
    アンモニウムイオンおよびクバン−1,2,4,6,8−ペンタ
    アンモニウムイオンからなる群から選択される窒素含有
    カチオン、 からなる群から選択されるカチオンである〕 を有するN,N−ジニトラミド塩。
  12. 【請求項12】次式 MN(NO2)2 (ここにMは金属カチオンおよび窒素含有カチオンから
    なる群から選択されるカチオンである) のN,N−ジニトラミド塩の製造方法において、ジニトラ
    ミン化合物に、金属含有化合物および窒素含有化合物か
    らなる群から選択される化合物を反応させることを特徴
    とする製造方法。
  13. 【請求項13】次式 MN(NO2)2 (ここにMは、金属カチオンおよび窒素含有カチオンか
    らなる群から選択されるカチオンである) のN,N−ジニトラミド塩の製造方法において、アンモニ
    ア、ヒドラジン、および次式 MX (ここにXは、フッ素イオンおよび塩素イオンからなる
    群から選択されるハロゲンアニオンである)の塩からな
    る群から選択される化合物と、ジニトラミン化合物とを
    反応させることを特徴とする製造方法。
  14. 【請求項14】次式 LnZR′Nc(NO2)2 のジニトラミンと、アンモニア、ヒドラジンまたは次式 MX の塩とを反応させることを包含する請求の範囲第13項に
    記載の製造方法(上式においてnは1−3の数であり、
    Lは同一または相異なる炭素数1−6個のアルキル基、
    アリール基、水素、ハロゲン、アミン基またはエーテル
    基であり、ZはSi,Sn,Ge,As,B,Sb,Bi,PbおよびHgからな
    る群から選択される元素であり、R′は炭素数1−6個
    のアルキレン基であり、M+は金属カチオン、置換アンモ
    ニウムカチオン、アンモニウムカチオン、置換ヒドラジ
    ニウムカチオンおよびヒドラジニウムカチオンからなる
    群から選択され、-Xアニオンはフッ素イオン、水酸イオ
    ン、炭酸イオン、アルコキシドイオン、カルボキシルイ
    オンおよび塩素イオンからなる群から選択されるイオン
    である)。
  15. 【請求項15】次式 RN(NO2)2 を有する前記のジニトラミンが、次式 R−N=C=O の脂肪族イソシアネートから、アセトニトリル中で化学
    量論量のニトロニウムテトラフルオロボレートおよび硝
    酸を使用して製造されたものである請求の範囲第14項に
    記載の製造方法。
  16. 【請求項16】次式 MN(NO2)2 (ここにMは、金属カチオンおよび窒素含有カチオンか
    ら選択されるカチオンである) のN,N−ジニトラミド塩の製造方法において、 (a)次式 NH2NO2 のニトラミドと、ニトロ化剤とを反応させることによっ
    て次式 HN(NO2)2 の酸を生成させ、そして (b)前記の酸を、アンモニア、ヒドラジンおよび次式 MX (ここにXは、フッ素イオン、水酸イオン、炭酸イオ
    ン、アルコキシドイオン、カルボキシルイオンおよび塩
    素イオンからなる群から選択されるハロゲン含有または
    非含有アニオンである)の塩からなる群から選択される
    化合物と反応させることを特徴とする製造方法。
  17. 【請求項17】ニトラミドと前記ニトロ化剤とを反応さ
    せる前記工程が、ニトロニウムテトラフルオロボレー
    ト,(NO2 +)2(S2O7 -2),NO2 +AlCl4 -,N2O5,NO2F,NO2 +P
    F6 -,NO2 +AsF6 -,NO2 +SbF6 -,アセチルニトレート,ト
    リフルオロアセチルニトレート,トリフルオロアセチル
    ニトレートと触媒活性を有するBF3との組み合わせ、ア
    セトンシアノヒドリンニトレートと触媒活性を有するBF
    3との組み合わせ、およびこれらのいずれかと硝酸との
    組み合わせからなる群から選択されるニトロ化剤を、前
    記ニトラミドに反応させることを包含するものである請
    求の範囲第16項に記載の製造方法。
  18. 【請求項18】(a)次式 NH2NO2 のニトラミドと、ニトロニウムテトラフルオロボレート
    とを反応させることによって次式 HN(NO2)2 の酸を生成させ、そして (b)前記の酸と、次式 MX の前記の塩とを反応させることを包含する請求の範囲第
    16項に記載のN,N−ジニトラミド塩の製造方法。
  19. 【請求項19】前記の酸と、アンモニア、ヒドラジンお
    よび次式 MX の塩からなる群から選択される化合物とを反応させる前
    記工程を、約−40℃ないし約+150℃の温度において常
    圧下に約1分間ないし約168時間の範囲の時間にわたっ
    て実施する請求の範囲第16項に記載の製造方法。
  20. 【請求項20】前記の酸と、アンモニア、ヒドラジンお
    よび次式 MX の塩からなる群から選択される化合物とを反応させる前
    記工程を、約0℃ないし約20℃の温度において常圧下に
    約1−2時間の範囲の時間にわたって実施する請求の範
    囲第16項に記載の製造方法。
JP3511276A 1990-06-18 1991-06-14 ジニトラミド塩およびその製法 Expired - Lifetime JP2519621B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US540,020 1990-06-18
US07/540,020 US5254324A (en) 1990-06-18 1990-06-18 Dinitramide salts and method of making same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05500795A JPH05500795A (ja) 1993-02-18
JP2519621B2 true JP2519621B2 (ja) 1996-07-31

Family

ID=24153649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3511276A Expired - Lifetime JP2519621B2 (ja) 1990-06-18 1991-06-14 ジニトラミド塩およびその製法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5254324A (ja)
EP (1) EP0487693B1 (ja)
JP (1) JP2519621B2 (ja)
CA (1) CA2059654C (ja)
DE (1) DE69106848T2 (ja)
WO (1) WO1991019669A1 (ja)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5316749A (en) * 1991-07-30 1994-05-31 Sri International Process for forming ammonium dinitramide salt by reaction between ammonia and a nitronium-containing compound
US5415852A (en) * 1992-01-29 1995-05-16 Sri International Process for forming a dinitramide salt or acid by reaction of a salt or free acid of an N(alkoxycarbonyl)N-nitroamide with a nitronium-containing compound followed by reaction of the intermediate product respectively with a base or alcohol
US5292387A (en) * 1993-01-28 1994-03-08 Thiokol Corporation Phase-stabilized ammonium nitrate and method of making same
US5324075A (en) * 1993-02-02 1994-06-28 Trw Inc. Gas generator for vehicle occupant restraint
US5498303A (en) * 1993-04-21 1996-03-12 Thiokol Corporation Propellant formulations based on dinitramide salts and energetic binders
US5441720A (en) * 1993-07-13 1995-08-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Pentafluorosulfanylnitramide salts
JP3719614B2 (ja) * 1995-05-26 2005-11-24 株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース Adnの合成法
SE516719C2 (sv) * 1995-08-08 2002-02-19 Totalfoersvarets Forskningsins Sätt att framställa dinitramidsyra och salter därav
US5659150A (en) * 1996-04-17 1997-08-19 Trw Inc. Gas generating composition with cyanamide and transition metal nitrate
US5801453A (en) * 1996-06-11 1998-09-01 United Technologies Corporation Process for preparing spherical energetic compounds
US5780769A (en) * 1996-08-26 1998-07-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thermal stabilization of N,N-dinitramide salts
SE509312C2 (sv) 1997-05-21 1999-01-11 Foersvarets Forskningsanstalt Förening som utgöres av guanylureadinitramid, explosivämne innehållande föreningen samt användning av föreningen i gasgeneratorer.
EP0950648A1 (en) * 1998-04-15 1999-10-20 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Monopropellant system
US6254705B1 (en) * 1999-02-26 2001-07-03 Svenska Rymdaktiebolaget Liquid propellant
US6509473B1 (en) * 2000-10-16 2003-01-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Energetic triazolium salts
US6635131B2 (en) 2001-03-26 2003-10-21 Trw Inc. Gas generating material for a vehicle occupant protection apparatus
US6833478B2 (en) 2001-07-13 2004-12-21 Sri International N,N-dinitramide salts as solubilizing agents for biologically active agents
SE526402C2 (sv) * 2004-01-21 2005-09-06 Foersvarets Materielverk Sätt att framställa salt av dinitramidsyra
JP4500576B2 (ja) * 2004-04-01 2010-07-14 ダイセル化学工業株式会社 ガス発生剤組成物
US7598002B2 (en) * 2005-01-11 2009-10-06 Material Methods Llc Enhanced electrochemical cells with solid-electrolyte interphase promoters
US8778104B1 (en) 2008-04-22 2014-07-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Insensitive gun propellant, ammunition round assembly, armament system, and related methods
US20150299063A1 (en) 2012-11-30 2015-10-22 Carlit Holdings Co., Ltd. Liquid propellant

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3428667A (en) * 1962-09-20 1969-02-18 Aerojet General Co N,n-dinitramines of certain organic compounds and process
US4878968A (en) * 1988-01-12 1989-11-07 Morton Thiokol, Inc. Oxidizing salts of cubyl amines

Also Published As

Publication number Publication date
DE69106848D1 (de) 1995-03-02
US5254324A (en) 1993-10-19
WO1991019669A1 (en) 1991-12-26
CA2059654A1 (en) 1991-12-19
CA2059654C (en) 1998-06-16
EP0487693A1 (en) 1992-06-03
JPH05500795A (ja) 1993-02-18
EP0487693B1 (en) 1995-01-18
DE69106848T2 (de) 1995-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2519621B2 (ja) ジニトラミド塩およびその製法
US8425702B2 (en) Precursor of an explosive composition including at least one ionic liquid and a method of desensitizing an explosive composition
US5198204A (en) Method of forming dinitramide salts
Venkatachalam et al. An overview on the synthetic routes and properties of ammonium dinitramide (ADN) and other dinitramide salts
US5292387A (en) Phase-stabilized ammonium nitrate and method of making same
US7771549B1 (en) Energetic ionic liquids
FR2917409A1 (fr) Derives de dinitropyrazoles, leur preparation et les compositions energetiques les renfermant.
EP0324609A1 (en) Oxidizing salts of cubyl amines
US5460669A (en) 3-nitramino-4-nitrofurazan and salts thereof
EP0624148B1 (en) Process for forming a dinitramide salt or acid
US5256792A (en) Amine salts of nitroazoles
Joo et al. Denitration of hydrazinium nitroformate to form hydrazinium dinitromethanide
US5659080A (en) Synthetic method for forming ammonium dinitrammide (ADN)
Vinogradov et al. Heterocyclization of amino alcohols into saturated cyclic quaternary ammonium salts
US20110160450A1 (en) Explosive
US11040922B2 (en) Hydrogen peroxide solvates of energetic materials
US3125606A (en) Process for the manufacture of
Šarlauskas et al. Preparation and Characterization of Cationic Energetic Salts of 5-Amino-3-[(2, 4, 6-trinitrophenyl) amino]-1H-1, 2, 4-triazole (APATO)
US6107483A (en) Process for the large-scale synthesis of 4,10-dinitro-2,6,8-12-tetraoxa-4,10-diazatetracyclo-[5.5.0.05,903,11]-do decane
US5659032A (en) Process for the synthesis of 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo (3.3.0) octane
US6512113B1 (en) Synthesis for 4,10-dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4,10-diazatetracyclo[5.5.0.05,903,11]-dodecane
Bottaro et al. THE DEVELOPMENT OF NEW PROTECTING/LEAVING GROUPS AND APPLICATION TO THE SYNTHESIS OF CAGE NITRAMINES
US5789617A (en) Neopentyl difluoroamino compounds for use in energetic formulations
US3378594A (en) Hydrazine nitroform and method of preparation
US3347925A (en) Difluoroamino-substituted nitramines and method of preparation