JP5078995B2 - 鉛を含有しない起爆薬組成物および調製方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、ＬＥＡＤ−ＦＲＥＥ ＰＲＩＭＡＲＹ ＥＸＰＬＯＳＩＶＥ ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮという名称の２００６年５月１６日に出願された米国特許仮出願第６０／８００，８１６号に関連し、その優先権の利益を主張する。８１６号出願は、参照により本明細書にその全体が組み込まれている。

本発明は、爆薬、特に鉛を含有しない起爆薬に関する。

爆発材料は、多種多様の用途を有する。起爆薬は、二次爆薬または主爆薬の爆発(charge)を開始するために、比較的少量で使用される感度の高い爆発材料である。起爆薬は、確実に爆発するのに十分に感度が高くなければならないが、取り扱いが非常に危険であるほどには高感度であってはならない。さらに、起爆薬は、長期間の貯蔵または温度の変動によって分解しないように十分な熱安定性を有するべきである。現在使用される多くの起爆薬は鉛を含有し、最もよく知られている例はアジ化鉛である。これらの鉛を含有する爆薬は、それらの使用および製造が鉛汚染の一因または原因となり得るため、環境の観点から望ましくない。

したがって、当技術分野においては、鉛を含有しない爆発材料、特に鉛を含有しない起爆薬に対する必要性が存在する。鉛を含有しない特定の起爆薬が提案されてきた。例えば、ニトロテトラゾール系の起爆薬が、米国特許第４，０９３，６２３号および同第４，０９４，８７９号、ならびに米国特許出願公開公報第２００６／００３０７１５号において提案されてきた。種々の理由のために、これらの提案された化合物のいくつかは、鉛を含有する起爆薬の商業的に実現可能な代替物としての役割を果たすことができず、一方他のものは、少なくともいくつかの商用の用途には望ましくない特徴を示す。例えば、米国特許出願公開公報第２００６／００３０７１５号は、（銅（ＩＩ）錯体を含む）特定のニトロテトラゾール錯体を開示しており、これは、取り扱いおよび武器装填の観点から取り扱いが困難である結晶構造を形成する。

（発明の概要）
本発明の特定の実施形態は、鉛を含有しない起爆薬として使用することができる化合物および材料、ならびにこのような化合物および材料の調製方法を対象とする。

本発明の第１の態様は、化合物ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）である。

本発明の別の態様は、下記のステップ：第一銅塩を提供するステップと、水を提供するステップと、５−ニトロテトラゾレート塩を提供するステップと、第一銅塩、水、および５−ニトロテトラゾレート塩を合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとによって調製される化合物である。

本発明の別の態様は、下記のステップ：塩化第一銅を提供するステップと、水を提供するステップと、５−ニトロテトラゾレートナトリウムを提供するステップと、塩化第一銅、水、および５−ニトロテトラゾレートナトリウムを合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとによって調製される化合物である。

本発明のまた別の態様は、第一銅塩を提供するステップと、水を提供するステップと、５−ニトロテトラゾレート塩を提供するステップと、第一銅塩、水、および５−ニトロテトラゾレート塩を合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとからなる、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）の調製方法である。

本発明のまた別の態様は、塩化第一銅を提供するステップと、水を提供するステップと、５−ニトロテトラゾレートナトリウムを提供するステップと、塩化第一銅、水、および５−ニトロテトラゾレートナトリウムを合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとからなる、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）の調製方法である。

本発明のさらなる態様は、第一銅塩を提供するステップと、水を提供するステップと、５−ニトロテトラゾレート塩を提供するステップと、第一銅塩、水、および５−ニトロテトラゾレート塩を合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとを含む、鉛を含有しない起爆薬の調製方法である。

本発明のさらなる態様は、塩化第一銅を提供するステップと、水を提供するステップと、５−ニトロテトラゾレートナトリウムを提供するステップと、塩化第一銅、水、および５−ニトロテトラゾレートナトリウムを合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとを含む、鉛を含有しない起爆薬の調製方法である。

本発明の別の態様は、水中での第一銅塩および５−ニトロテトラゾレート塩の反応生成物である。

本発明のまたさらなる態様は、水中での塩化第一銅および５−ニトロテトラゾレートナトリウムの反応生成物である。

本発明の別の態様は、下記のステップ：塩化第一銅を提供するステップと、溶媒（水でもよい）を提供するステップと、５−ニトロテトラゾレートナトリウムを提供するステップと、塩化第一銅、溶媒、および５−ニトロテトラゾレートナトリウムを合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとによって調製される生成物である。

本発明の別の態様は、下記のステップ：塩化第一銅を提供するステップと、溶媒（水でもよい）を提供するステップと、５−ニトロテトラゾレートナトリウムを提供するステップと、塩酸を提供するステップと、塩化第一銅、溶媒、５−ニトロテトラゾレートナトリウム、および塩酸を合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとによって調製される生成物である。

本発明の別の態様は、下記のステップ：第一銅塩を提供するステップと、水を提供するステップと、５−ニトロテトラゾレート塩を提供するステップと、塩酸を提供するステップと、第一銅塩、水、５−ニトロテトラゾレート塩、および塩酸を合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとによって調製される化合物である。

本発明のまた別の態様は、第一銅塩を提供するステップと、水を提供するステップと、５−ニトロテトラゾレート塩を提供するステップと、塩酸を提供するステップと、第一銅塩、水、５−ニトロテトラゾレート塩、および塩酸を合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとからなる、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）の調製方法である。

本発明の別の態様は、銅（Ｉ）イオンを提供するステップと、５−ニトロテトラゾレートイオンを提供するステップと、溶媒を提供するステップと、銅（Ｉ）イオン、５−ニトロテトラゾレートイオン、および溶媒を合わせて混合物を形成するステップと、混合物を加熱するステップとからなる、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）の調製方法である。本発明の別の態様は、上記のステップによって調製される化合物である。

本発明の態様の上記の説明は、例示および説明の目的のために提示した。本発明の他の態様は、本発明に精通している人には明確であろう。

（発明の詳細な説明）
本発明の一態様は、化合物ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）である。ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）には、２種の異性体があり得るが、その両方とも本明細書において企図されている。異性体を下記に示す。

あるいは、異性体（Ｉ）が企図されている。あるいは、異性体（ＩＩ）が企図されている。また他の代替物として、異性体（Ｉ）および（ＩＩ）の混合物が企図されている。本出願人等は、ＵＳＡＡＲＡＤＣ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＡＲＢＲＬ−ＴＲ−０２３７１（ＳｃｈｒｏｅｄｅｒおよびＨｅｎｒｙ）が、１−置換テトラゾールは２−置換テトラゾールに比べてより安定であると示唆していることに留意している。有意量（例えば、約１重量パーセント超、またはあるいは、約５重量パーセント超）のニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を含有する任意の混合物もまた企図されている。

ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）の調製方法は、本出願において企図されている。ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）は、溶媒（例えば、水）中で銅（Ｉ）塩（例えば、塩化第一銅）および５−ニトロテトラゾレート塩（例えば、５−ニトロテトラゾレートナトリウム）を反応させることによって調製することができる。任意の適切な銅（Ｉ）塩、または銅（Ｉ）塩の混合物を用いることができる。適切な銅（Ｉ）塩には、（それだけに限らないが）塩化第一銅および臭化第一銅が挙げられる。あるいは、塩化第一銅を、銅（Ｉ）塩として使用することができる。同様に、任意の適切な５−ニトロテトラゾレート塩、または５−ニトロテトラゾレート塩の混合物を用いることができる。適切な５−ニトロテトラゾレート塩には、（それだけに限らないが）５−ニトロテトラゾレートナトリウムおよび５−ニトロテトラゾレートカリウムが挙げられる。同様に、任意の適切な溶媒、または溶媒の混合物を用いることができる。適切な溶媒には、（それだけに限らないが）水、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、および他の極性有機溶媒が挙げられる。任意選択で、酸（例えば、塩酸）を、上記の反応物に加えることができる。適切な酸には、（それだけに限らないが）硝酸、硫酸、過塩素酸、および酢酸が挙げられる。あるいは、塩酸を使用することができる。

上記で言及した塩のイオン型は、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）の調製に用いることができることが理解されるであろう。すなわち、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）は、銅（Ｉ）イオンおよび５−ニトロテトラゾレートイオンを合わせて、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を形成する反応によって調製することができる。非限定的な例として、銅（Ｉ）塩は、５−ニトロテトラゾレートイオンと反応して、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を形成することができる。

これらの成分は、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を合成するのに適切な条件下で反応することができる。あるいは、これらの成分は、それらを一緒に混合し、次いで混合物を加熱することによって反応させることができる。混合物は、約７０℃〜約１５０℃の温度範囲で、あるいは約８０℃〜約１３０℃の温度範囲で、あるいは約１００℃まで加熱することができる。あるいはまた、還流凝縮器を用いることができ、混合物を還流温度まで加熱することができる。加熱または還流ステップの持続時間は、約５分間超、あるいは約１０分間超、あるいは約２０分間超、あるいは約１０分間〜約２時間、あるいは約１０分間〜約１時間、あるいは約１５分間の持続時間である。あるいは、加熱または還流ステップは、反応が完結するのに十分な持続時間であってもよい。

用いる成分の量に関しては、５−ニトロテトラゾレートは、銅（Ｉ）１モル当たり５−ニトロテトラゾレートを約０．５モル〜約４モルのモル比で供給することができる。あるいは、５−ニトロテトラゾレートは、銅（Ｉ）１モル当たり５−ニトロテトラゾレートを約０．８モル〜約１．５モルのモル比で供給することができる。あるいは、５−ニトロテトラゾレートは、銅（Ｉ）１モル当たり５−ニトロテトラゾレートを約１モル〜約１．２モルのモル比で供給することができる。例えば、５−ニトロテトラゾレートナトリウム（ＮａＮＴ）は、塩化第一銅１モル当たりＮａＮＴを約０．５モル〜約４モル、あるいは塩化第一銅１モル当たりＮａＮＴを約０．８モル〜約１．５モル、あるいは塩化第一銅１モル当たりＮａＮＴを約１モル〜約１．２モルのモル比で供給することができる。

溶媒は、５−ニトロテトラゾレートと銅（Ｉ）との反応を実現するのに適切な量で供給することができる。例えば、水（または他の溶媒）は、５−ニトロテトラゾレート塩と銅（Ｉ）塩との反応を実現するのに適切な量で供給することができる。より具体的な例として、水（または他の溶媒）は、ＮａＮＴと塩化第一銅との反応を実現するのに適切な量で供給することができる。あるいは、水（または他の溶媒）は、反応混合物中の５−ニトロテトラゾレート塩の濃度が、約０．０１Ｍ〜約２Ｍの範囲で、あるいは約０．０５Ｍ〜約０．５Ｍの範囲で、あるいは約０．３Ｍであるように供給することができる。例えば、水は、反応混合物中のＮａＮＴ濃度が、約０．０１Ｍ〜約２Ｍの範囲で、あるいは約０．０５Ｍ〜約０．５Ｍの範囲で、あるいは約０．３Ｍであるように供給することができる。

酸を反応物に加えることによって、得られる生成物の熱安定性を向上させることができる。したがって、得られる生成物の熱安定性を向上させる量で、酸を反応物に加えることができる。あるいは、酸は、５−ニトロテトラゾレート１モル当たり酸を約０．１モル〜約５モルのモル比で、あるいは５−ニトロテトラゾレート１モル当たり酸を約０．５モル〜約３モルのモル比で、あるいは５−ニトロテトラゾレート１モル当たり酸を約１モルのモル比で、反応混合物に加えることができる。反応物に加える酸は、例えば塩酸でよい。あるいは、硝酸、硫酸、過塩素酸、もしくは酢酸、または（塩酸を含む）上記の混合物を加えてもよい。これらの例示的な酸は、典型的には水溶液で供給される。

反応成分は、反応を実現するのに適切な任意の順番または順序で混合することができる。非限定的な例として、５−ニトロテトラゾレート塩と銅（Ｉ）塩との反応は、５−ニトロテトラゾレート塩の水溶液を銅（Ｉ）塩の水性懸濁液に加えることによって、またはその反対によって実施することができる。このような反応方法が用いられる場合は、水溶液中の５−ニトロテトラゾレート塩の濃度は、約０．０５Ｍ〜約３Ｍの範囲で、あるいは約０．１Ｍ〜約１Ｍの範囲で、あるいは約０．２Ｍ〜約０．３Ｍ、あるいは０．２８Ｍであってよい。水性懸濁液中の銅（Ｉ）塩の濃度は、約０．００５ｇ／ｍｌ〜約２ｇ／ｍｌの範囲で、あるいは約０．０１ｇ／ｍｌ〜約１ｇ／ｍｌの範囲で、あるいは約０．１ｇ／ｍｌ、あるいは約０．０２ｇ／ｍｌであってよい。任意選択の酸が用いられる場合には、このような酸は、混合する前に、５−ニトロテトラゾレート塩溶液または銅（Ｉ）塩懸濁液に加えることができ、あるいは混合した後に反応混合物に加えることができる（あるいは、複数の時点で別々の添加ステップにおいて加えることもできる）。非限定的な例として、銅（Ｉ）塩懸濁液と混合する前に、酸を５−ニトロテトラゾレート塩溶液に加える場合、５−ニトロテトラゾレート１モル当たり酸を約０．１モル〜約５モルのモル比、あるいは５−ニトロテトラゾレート１モル当たり酸を約０．５モル〜約３モルのモル比、あるいは５−ニトロテトラゾレート１モル当たり酸を約１モルのモル比で加えることができる。

第一銅塩（例えば、塩化第一銅）、水、および５−ニトロテトラゾレート塩（例えば、５−ニトロテトラゾレートナトリウム）の反応によって形成されるニトロテトラゾレート銅（Ｉ）は、沈殿物であってよい。この沈殿物は、当業者に知られている適切な方法によって分離することができる。あるいは、この沈殿物は、濾過によって分離することができる。あるいはまた、浮選技術を使用して沈殿物を分離することができる。より微細なまたはより軽い沈殿粒子を、より粗いまたはより重い沈殿物粒子から分離することが望ましい場合がある（例えば、取り扱いおよび装填の容易さの観点から、より粗いまたはより重い粒子が望ましい場合がある）。当業者に知られている他の技術と同様に、浮選技術を用いてこのような分離を行うことができる。あるいは、微粒子は、注意深くデカントすることによって除去することができる。あるいは、沈殿物（例えば、濃褐色の沈殿物であり得る）は、濾紙上で回収される。

第一銅塩（例えば、塩化第一銅）、水、および５−ニトロテトラゾレート塩（例えば、５−ニトロテトラゾレートナトリウム）の反応によって形成される沈殿物は、洗浄することができる。例えば、生成物は、水で１回または複数回洗浄することができる。あるいは、生成物は、アルコール、例えばイソプロパノールで１回または複数回洗浄することができる。あるいは生成物は、水およびアルコールの両方で複数回、任意の順番で洗浄することができる。例えば生成物は、水、次いでイソプロパノールで順次洗浄することができる。次いで、生成物を乾燥することができる。例えば、生成物は、風乾することができる。あるいは生成物は、オーブン内で６５〜８０℃にて乾燥させることができる。

本出願は、上記で説明した方法によって作製された生成物も企図している。すなわち、本出願は、上記の条件および成分量で、水中にて第一銅塩（例えば、塩化第一銅）と５−ニトロテトラゾレート塩（例えば、５−ニトロテトラゾレートナトリウム）とを反応させることによって作製される生成物を企図している。本出願は、上記のようにして作製された、第一銅塩（例えば、塩化第一銅）、水、および５−ニトロテトラゾレート塩（例えば、５−ニトロテトラゾレートナトリウム）の反応生成物も企図している。

本出願の方法で企図し作製した生成物（本発明の少なくともいくつかの態様では、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ））は、鉛を含有せず、爆薬、特に起爆薬として使用するために適していることが見出された。したがって、本出願は、起爆薬としての使用に適した化合物の調製方法、およびこのような化合物を用いた爆発装置も企図している。利点としては、軍事用および商用用途の両方において、低コスト、調製の容易さ、および低毒性の廃棄物流、ならびに低鉛材料に関連する健康上の効用が挙げられる。

（ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を含む）本出願の方法で企図し作製した生成物は、装填および取り扱いに適した結晶構造を示す。このような結晶構造の非限定的な例を、図５に示す（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真）。

下記の実施例は、本明細書において教示したような材料の調製および特徴を示す。

（実施例１）
ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を下記のようにして調製した。塩化第一銅（０．１０ｇ）を、窒素雰囲気下で２５ｍＬＥｒｌｅｎｍｅｙｅｒフラスコ内の５ｍＬの水に懸濁させた。混合物を、撹拌しながらホットプレート上で９０℃に加熱した。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（０．１７８ｇ）を５ｍＬの水に溶解し、移すために２ｍＬの水を使用してフラスコ中に加えた。溶液を高温で５分間撹拌し、その時点で少量の褐色がかった固体が形成された。混合物を加熱しながらさらに９分間撹拌すると、加熱物は懸濁した。得られた褐色の固体を、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ ＨＶＬＰ（０．４５μｍ）濾紙上で濾過し、水で２回、イソプロパノールで３回洗浄し、次いで対流式オーブン内で７０℃にて乾燥させた。

この固体についての示差走査熱量測定（ＤＳＣ）分析の結果を、図１に示す。この固体についてのフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）分析の結果を、図２に示す。

（実施例２）
ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を下記のようにして調製した。塩化第一銅（０．９０ｇ、９．０１ｍｍｏｌ）を、長円形の磁気撹拌棒を備えた１００ｍＬ丸底フラスコ内の２０ｍＬの水に懸濁させた。フラスコを油浴中に置き、６００ＲＰＭの速度で制御された撹拌を開始した。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（２．０８ｇ、１．２当量）を、２０ｍＬの水に溶解し、フラスコ中に加えた。還流凝縮器をフラスコに取り付け、溶液を加熱還流（ほぼ１００℃）した。当初緑色であった溶液は、加熱の間に褐色となり、還流温度または還流温度近くで褐色の沈殿物が形成された。溶液を約５０分間還流させたままにした。フラスコを油浴から取り出した。淡褐色の微粒子を、注意深くデカントすることによって除去し、残りの濃褐色の材料をＷｈａｔｍａｎ ＃１濾紙上で濾過した。濃褐色の生成物を水で３回、次いでイソプロパノールで３回洗浄し、透明な濾液を得た。結晶性生成物（１．１２ｇ）を、一晩風乾した。

この結晶性生成物についての示差走査熱量測定（ＤＳＣ）分析の結果を、図３に示す。この結晶性生成物についてのフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＭＲ）分析の結果を、図４に示す。図５は、この結晶性生成物の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。

結晶性ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）生成物を、対流式オーブン内で６５℃にて４時間さらに乾燥させ、次いで当業者に知られているいくつかの試験を受ける前に乾燥器内に貯蔵した。これらの試験の結果は以下の通りである。

摩擦感度試験
最大負荷重量２０７５ｇの小規模のＪｕｌｉｕｓ Ｐｅｔｅｒｓ ＢＡＭテスターを使用して摩擦感度試験を行った。アジ化鉛（一般的な鉛を含有する起爆薬）もまた、比較の目的で試験した。
ニトロテトラゾレート銅（Ｉ） 低燃焼(Low Fire)レベル：１０ｇ、非燃焼(No Fire)レベル：０ｇ
アジ化鉛（ＲＤ１３３３） 低燃焼レベル；１０ｇ、非燃焼レベル：０ｇ

衝撃感度試験
ＮＡＴＯ ＡＯＰ−７登録番号ＵＳ／Ｈｉｇｈ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ／２０１．０１．００２の仕様に合致するように設計されたボール落下装置を使用して、衝撃感度を試験した。アジ化鉛もまた、比較の目的で試験した。
ニトロテトラゾレート銅（Ｉ） ０．０４０±０．０１０Ｊ
アジ化鉛（ＲＤ１３３３） ０．０５０±０．００４Ｊ

強閉じ込め(Strong Confinement)／くぼみブロック(Dent Block)試験
同じ条件で比較するために、下記の手順を用いて、試験材料およびアジ化鉛（ＲＤ１３３３）を両方とも試験した（１つの粉末について３ユニット、計６ユニット）。ＺＰＰ（２４ｍｇ）を、１０ｋｐｓｉで１オームの０．００２２”ｓｔａｂｌｏｈｍ電橋線を有するヘッダー（Ｐ／Ｎ２−３０００６２）に圧入した。材料を壁厚７ミル(mil)のステンレス鋼缶に充填し、１０ｋｐｓｉで圧力をかけた。ヘッダーを圧入し、出力チャージと密着させ、密封した。ユニットを１”アルミニウムブロックに対して撃ち込み、得られたくぼみを記録した。
ニトロテトラゾレート銅（Ｉ） 平均くぼみ：０．０３７”、平均作用時間：４６ｕｓ
アジ化鉛（ＲＤ １３３３） 平均くぼみ：０．０３３”、平均作用時間：４５ｕｓ

上記の比較試験から明らかなように、本発明の技術によって調製した材料は、アジ化鉛と少なくとも同等の性能を示した。

（実施例３）
ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を下記のようにして調製した。塩化第一銅（０．９０１ｇ、９．０１ｍｍｏｌ）を、長円形の磁気撹拌棒を備えた１００ｍＬ丸底フラスコ内の２０ｍＬの水に懸濁させた。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（２．０８ｇ、１．２当量）を、２０ｍＬの水に溶解し、フラスコ中に加えた。還流凝縮器をフラスコに取り付け、溶液を、予熱した（１２５℃）油浴中で加熱還流した。撹拌速度を３００ＲＰＭに維持した。当初暗緑色であった溶液は、加熱の間に褐色となり、還流温度または還流温度近くで褐色の沈殿物が形成された。溶液を約４５分間還流させたままにした。フラスコを油浴から取り出し、固体を放置して沈殿させた。フラスコをリングスタンドに置き、１Ｌ結晶皿上で懸濁させた。ゴム管を使用してガラス管（１／８”）を脱イオン水源に連結し、ガラス管をフラスコの底まで固体中に挿入した。脱イオン水を、沈殿物の微粒子が懸濁するような流量でフラスコ内に導入した。連続した脱イオン水流によって、これらを結晶皿中にデカントした。沈殿物のより大きな粒子が、丸底フラスコの底に残った。より大きな残った粒子（濃褐色の材料）を、Ｗｈａｔｍａｎ ＃１濾紙上で濾過した。生成物は、水を用いて移し、次いでイソプロパノールで３回洗浄し、透明な濾液を得た。結晶性ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）生成物（０．８７ｇ）を、当業者に知られているいくつかの分析を受ける前に、一晩風乾した。これらの分析の結果は以下の通りである。

この結晶性生成物についての示差走査熱量測定（ＤＳＣ）分析の結果を、図６に示す。この結晶性生成物についてのフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）分析の結果を、図７に示す。

熱重量分析（ＴＧＡ）を、この結晶性生成物の試料、ならびにコロイド状アジ化鉛およびアジ化銀の比較試料について行った。この分析の結果を図８に示す。ＴＧＡ分析は、この結晶性生成物の熱安定性を示す。

エネルギー分散分光法（ＥＤＳ）による分析を、この結晶性生成物について行った。この半定量分析の結果を図９および下記に示す。

エネルギー分散分光法分析の結果は、この結晶性生成物が有意な量のナトリウムを含有しないことを示し、これは、銅錯体（例えば、米国特許出願公開公報第２００６／００３０７１５号に開示されているＮａ_２Ｃｕ（ＮＴ）_４（Ｈ_２Ｏ）_２など）の存在を示すであろう。

紫外線分光光度法による分析を、この結晶性生成物について行った。この生成物の計量したサンプルを、１Ｎの水酸化ナトリウム中で温浸(digested)し、濾過し、酸化銅を除去した。この残渣のさび色は、それが酸化銅（Ｉ）であり、他の酸化銅ではないことを示した。適切に希釈した濾液の吸光度を、２５６ナノメートルで測定し、５−ニトロテトラゾレート含量を、予め作製しておいた下記の関係を使用して決定した。
Ｙ＝５２４３．４Ｘ−０．００９８
上式において：Ｙ＝２５６ナノメートルでの吸光度
Ｘ＝５−ニトロテトラゾレートナトリウムの濃度（モル／リットル）
ＵＶ分光光度法分析データを、図１０および１１に示す。これらの結果は、６２．２５％の５−ニトロテトラゾレート含量を示し、これは、１対１の比の銅と５−ニトロテトラゾレートについての６４．２２％の理論値と十分に接近している。

上記の分析の結果は、この結晶性生成物がニトロテトラゾレート銅（Ｉ）であることを示す。特に、エネルギー分散分光法分析の結果は、この結晶性生成物がナトリウムまたは塩素を含有しないことを示し、一方ＵＶ分光光度法分析の結果は、銅（Ｉ）が存在し、かつ銅およびニトロテトラゾールが１対１の比で存在することを示す。

（実施例４）
ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を下記のようにして調製した。塩化第一銅（０．４５ｇ）を、長円形の磁気撹拌棒を備えた１００ｍＬ丸底フラスコ内の２０ｍＬの水中で懸濁させた。フラスコをグリセリン浴内に置き、３００ＲＰＭの速度で制御された撹拌を開始した。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（０．９８ｇ）を、２０ｍＬの水に溶解し、フラスコ内に加えた。還流凝縮器をフラスコに取り付け、溶液を加熱還流（ほぼ１００℃）した。当初緑色であった溶液は、加熱の間に褐色となり、還流温度または還流温度近くで褐色の沈殿物が形成された。溶液を約３４分間還流させたままにした。フラスコをグリセリン浴から取り出した。微粒子を、デカントおよび水を加えることによって分離した。残りの沈殿物を、Ｗｈａｔｍａｎ ＃１濾紙上で濾過した。濃褐色の生成物を水で３回、次いでイソプロパノールで３回洗浄し、透明な濾液を得た。この結晶性生成物をオーブン内で７０℃にて乾燥させた。

密度試験を、この結晶性生成物について行った。ヘリウム比重びん法によって決定した密度は、２．８１±０．００５ｇ／ｃｃであった。

（実施例５）
ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を下記のようにして調製した。塩化第一銅（０．４５４ｇ）を、アルゴン雰囲気下で、長円形の磁気撹拌棒を備えた１００ｍＬ丸底フラスコ内の５ｍＬの水に懸濁させた。フラスコをグリセリン浴内に置き、４５０ＲＰＭの速度で制御された撹拌を開始した。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（１．００７ｇ）を１６ｍＬの水に溶解し、６ｍＬのＨＣｌ（１Ｎ）を加えた。５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液をフラスコに加えた。還流凝縮器をフラスコに取り付け、溶液を加熱還流（浴温：１２５℃）した。当初淡緑色であった溶液は、加熱の間にさび茶色となり、還流温度または還流温度近くで褐色の沈殿物が形成された。溶液を約１６分間還流させたままにした。フラスコをグリセリン浴から取り出した。沈殿物をＷｈａｔｍａｎ ＃１濾紙上で回収した。濃褐色の生成物を水で５回、次いでイソプロパノールで３回洗浄し、淡緑色の濾液を得た。この結晶性生成物をオーブン中で８０℃にて乾燥させた。さび色の小さい結晶の収量は、０．６３１ｇであった。

この結晶性生成物の試料、ならびにコロイド状アジ化鉛およびアジ化銀の比較試料について、熱重量分析（ＴＧＡ）を行った。この分析の結果を、図１２に示す。ＴＧＡ分析は、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）の熱安定性、およびその熱安定性がアジ化鉛より優れていることを示す。アジ化鉛の異常に低い値は、疑いの余地なく、アルゴンパージガス中に存在する酸素の少量の不純物を介したアジ化鉛の酸化鉛への酸化のためである。この現象は、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）またはアジ化銀の試料では見られない。実施例３および５についてのＴＧＡの結果の差異は、これらの材料の調製による直接の結果である。実施例５は、調製において、希塩酸水溶液を用い、一方実施例３は、水のみを使用する。

この結晶性生成物についての示差走査熱量測定（ＤＳＣ）分析の結果を、図１３に示す。図１４は、この生成物の光学顕微鏡写真（倍率：８０×）である。

（実施例６）
生成物を下記のようにして調製する。塩化第一銅（０．５０ｇ）を、磁気撹拌棒を備えたフラスコ内の水に懸濁させる。フラスコをグリセリン浴中に置き、制御された撹拌を開始する。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（０．６０ｇ）を水に溶解し、フラスコ中に加える。還流凝縮器をフラスコに取り付け、溶液を還流するまで（ほぼ１００℃）加熱する。当初緑色である溶液が、加熱の間に褐色となり、還流温度または還流温度近くで褐色の沈殿物が形成される。溶液を１５分間還流させたままにする。フラスコをグリセリン浴から取り出す。注意深くデカントすることによって、微粒子を除去する。濃褐色の沈殿物をイソプロパノールで複数回洗浄する。次いで生成物を風乾する。

（実施例７）
生成物を下記のようにして調製する。塩化第一銅（０．８３ｇ）を水に懸濁させる。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（１．００ｇ）を水に溶解させる。塩酸（１Ｎ）を、１：３の容量／容量比で５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液に加える。５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液を、塩化第一銅の水溶液に加える。還流凝縮器をフラスコに取り付け、溶液を還流する（ほぼ１００℃）まで加熱する。当初緑色である溶液が、加熱の間に褐色となり、還流温度または還流温度近くで褐色の沈殿物が形成される。溶液を約３０分間還流させたままにする。濃褐色の沈殿物を濾紙上で回収する。生成物を、水およびイソプロパノールで順次洗浄し、次いでオーブン内で８０℃にて乾燥させる。

（実施例８）
生成物を下記のようにして調製する。５−ニトロテトラゾレートナトリウム（ＮａＮＴ）の水溶液および塩化第一銅の懸濁液を、得られるモル比が塩化第一銅１モル当たりＮａＮＴが約１．２モルであるように混合する。混合した水性混合物を還流するまで（ほぼ１００℃）加熱する。当初緑色である溶液が、加熱の間に褐色となり、還流温度または還流温度近くで褐色の沈殿物が形成される。溶液を最長２時間還流させたままにする。注意深くデカントすることによって、微粒子を除去する。濃褐色の生成物をイソプロパノールで複数回洗浄する。生成物をオーブン内で７０℃にて乾燥させる。

（実施例９）
生成物を下記のようにして調製する。５−ニトロテトラゾレートナトリウム（ＮａＮＴ）の水溶液および塩化第一銅の懸濁液を、得られるモル比が塩化第一銅１モル当たりＮａＮＴが約１モルであるように混合する。混合した水性混合物を９０℃に加熱する。当初緑色である溶液が、加熱の間に褐色となり、褐色の沈殿物が形成される。溶液を最長２時間加熱する。加熱を止め、淡褐色の微粒子を除去すると、濃褐色の生成物が残る。濃褐色の沈殿物を濾紙上で回収する。濃褐色の生成物を、水およびイソプロパノールで順次洗浄する。次いで生成物をオーブン内で６５℃にて乾燥させる。

（実施例１０）
生成物を下記のようにして調製する。塩化第一銅（１．００ｇ）を、アルゴン雰囲気下で水に懸濁させる。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（３．４８ｇ）を水に溶解させる。硝酸（１Ｎ）を、１：５の容量／容量比で５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液に加える。５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液を、塩化第一銅の水溶液に加える。混合した溶液を約１０５℃に加熱する。当初緑色である溶液が、加熱の間に褐色となり、褐色の沈殿物が形成される。溶液を約６０分間１０５℃に維持する。フラスコを、熱源から取り外す。注意深くデカントすることによって、微粒子を除去する。生成物を、水およびイソプロパノールで順次洗浄し、次いでオーブン内で８０℃にて乾燥させる。

（実施例１１）
生成物を下記のようにして調製する。５−ニトロテトラゾレートナトリウム（ＮａＮＴ）の水溶液および塩化第一銅の懸濁液を、得られるモル比が塩化第一銅１モル当たりＮａＮＴが約０．８５モルであるように混合する。混合した水性混合物を９５℃に加熱する。当初緑色である溶液が、加熱の間に褐色となり、褐色の沈殿物が形成される。溶液を最長２時間加熱する。熱源から取り外し、淡褐色の微粒子を除去すると、濃褐色の生成物が残る。濃褐色の沈殿物を濾紙上で回収する。濃褐色の生成物を、水およびイソプロパノールで順次洗浄する。次いで生成物をオーブン内で８０℃にて乾燥させる。

（実施例１２）
生成物を下記のようにして調製する。塩化第一銅（０．９９ｇ）を水に懸濁させる。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（１．７３ｇ）を水に溶解させる。５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液を、塩化第一銅の水溶液を含有するフラスコに加える。混合した水溶液を１００℃に加熱する。当初緑色である溶液が、加熱の間に褐色となり、褐色の沈殿物が形成される。溶液を約３０分間加熱する。得られた生成物を回収し、イソプロパノールで洗浄し、乾燥させる。

（実施例１３）
生成物を下記のようにして調製する。塩化第一銅（０．５０ｇ）を、磁気撹拌棒を備えたフラスコ内の水に懸濁させる。フラスコをグリセリン浴中に置き、制御された撹拌を開始する。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（０．９３ｇ）を水に溶解させる。過塩素酸（０．１Ｎ）を、１：５の容量／容量比で５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液に加える。５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液を、塩化第一銅の水溶液を含有するフラスコに加える。混合した水溶液を１０５℃に加熱する。当初緑色である溶液が、加熱の間に褐色となり、褐色の沈殿物が形成される。溶液を約１５分間加熱する。フラスコをグリセリン浴から取り出す。注意深くデカントすることによって、微粒子を除去する。次いで濃褐色の沈殿物を濾紙上に回収する。濃褐色の沈殿物をイソプロパノールで複数回洗浄する。次いで生成物を風乾する。

（実施例１４）
生成物を下記のようにして調製する。５−ニトロテトラゾレートナトリウム（ＮａＮＴ）の水溶液および塩化第一銅の懸濁液を、得られるモル比が塩化第一銅１モル当たりＮａＮＴが約０．８モルであるように混合する。混合した水性混合物を約１１０℃に加熱する。当初緑色である溶液が、加熱の間に褐色となり、褐色の沈殿物が形成される。溶液を最長２時間加熱する。注意深くデカントすることによって、得られた微粒子を除去する。得られた濃褐色の沈殿物を濾紙上に回収する。濃褐色の沈殿物を、水およびイソプロパノールで順次洗浄し、次いでオーブン内で８０℃にて乾燥させる。

（実施例１５）
生成物を下記のようにして調製する。塩化第一銅（０．９９ｇ）を水に懸濁させる。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（１．７３ｇ）を水に溶解させる。塩酸（１Ｎ）を、１：４の容量／容量比で５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液に加える。５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液を、塩化第一銅の水溶液に加える。溶液を約１１０℃に加熱する。溶液を約３０分間加熱する。得られた生成物を回収し、イソプロパノールで洗浄し、乾燥させる。

（実施例１６）
生成物を下記のようにして調製する。塩化第一銅（０．５０ｇ）を、磁気撹拌棒を備えたフラスコ内の水に懸濁させる。フラスコをグリセリン浴中に置き、制御された撹拌を開始する。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（１．０５ｇ）を水に溶解させる。硫酸（０．２Ｎ）を、１：２の容量／容量比で５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液に加える。５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液を、塩化第一銅の水溶液を含有するフラスコに加える。溶液を約８５℃に加熱する。溶液を約４５分間加熱する。フラスコをグリセリン浴から取り出す。得られた生成物を回収し、イソプロパノールで洗浄し、乾燥させる。

（実施例１７）
生成物を下記のようにして調製する。５−ニトロテトラゾレートナトリウム（ＮａＮＴ）の水溶液および塩化第一銅の懸濁液を、得られるモル比が塩化第一銅１モル当たりＮａＮＴが約０．７５モルであるように混合する。混合した水性混合物を１２５℃にして２５分間加熱する。熱源から取り外し、薄褐色の微粒子を除去すると、濃褐色の生成物が残る。濃褐色の沈殿物を濾紙上で回収する。濃褐色の生成物をイソプロパノールで複数回洗浄する。次いで生成物をオーブン内で８０℃にて乾燥させる。

（実施例１８）
生成物を下記のようにして調製する。５−ニトロテトラゾレートナトリウム（ＮａＮＴ）の水溶液および塩化第一銅の懸濁液を、得られるモル比が塩化第一銅１モル当たりＮａＮＴが約２モルであるように混合する。混合した水性混合物を１１５℃にして９０分間加熱する。熱源から取り外し、次いで濃褐色の沈殿物を濾紙上に回収する。濃褐色の生成物を、水およびイソプロパノールで順次洗浄する。次いで生成物をオーブン内で８０℃にて乾燥させる。

（実施例１９）
生成物を下記のようにして調製する。塩化第一銅（０．５０ｇ）を、アルゴン雰囲気下で、磁気撹拌棒を備えたフラスコ内の水に懸濁させる。フラスコをグリセリン浴中に置き、制御された撹拌を開始する。５−ニトロテトラゾレートナトリウム二水和物（１．０４ｇ）を水に溶解させる。塩酸（０．１Ｎ）を、１：１の容量／容量比で５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液に加える。５−ニトロテトラゾレートナトリウム溶液を、塩化第一銅の水溶液を含有するフラスコに加える。混合した水溶液を９０℃にして約３５分間加熱する。フラスコをグリセリン浴から取り出す。注意深くデカントすることによって、微粒子を除去し、次いで濃褐色の沈殿物を濾紙上に回収する。濃褐色の沈殿物をイソプロパノールで複数回洗浄する。次いで生成物を風乾する。

本明細書において引用したすべての特許、試験手順、および他の文献は、このような開示が、記載された本発明と不整合でない程度まで、およびこのような組込みが許容されるすべての範囲に関して、参照により完全に組み込まれている。

特定の実施形態を参照して本発明を説明し例示してきたが、本発明は本明細書において例示していない多くの異なる変形形態に適することが、当業者には理解されよう。したがって、これらの理由のため、本発明の真の範囲を決定する目的のために、参照は添付の特許請求の範囲に対してのみ行われるものである。

米国特許実務に従い、従属請求項は単一の請求項に従属しているが、任意の従属請求項に記載の特徴の各々は、他の従属請求項または主請求項の特徴の各々と組み合わせることができる。

図１は、本発明の技術によって調製した材料についての示差走査熱量測定（ＤＳＣ）分析の結果を示す。 図２は、本発明の技術によって調製した材料についてのフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）分析の結果を示す。 図３は、本発明の技術によって調製した材料についてのＤＳＣ分析の結果を示す。 図４は、本発明の技術によって調製した材料についてのＦＴＩＲ分析の結果を示す。 図５は、本発明の技術によって調製した材料の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。 図６は、本発明の技術によって調製した材料についてのＤＳＣ分析の結果を示す。 図７は、本発明の技術によって調製した材料についてのＦＴＩＲ分析の結果を示す。 図８は、アジ化銀およびアジ化鉛と比較した、本発明の技術によって調製した材料についての熱重量分析（ＴＧＡ）の結果を示す。 図９は、本発明の技術によって調製した材料についてのエネルギー分散分光法分析の結果を示す。 図１０は、本発明の技術によって調製した材料についての紫外線分光光度法分析から得たスペクトルを示す。 図１１は、図１０に示された紫外線分光光度法のピーク表を示す。 図１２は、アジ化銀およびアジ化鉛と比較した、本発明の技術によって調製した材料についてのＴＧＡ分析の結果を示す。 図１３は、本発明の技術によって調製した材料についてのＤＳＣ分析の結果を示す。 図１４は、本発明の技術によって調製した材料の光学顕微鏡写真を示す。

Claims (22)

1. 銅（Ｉ）が１つの価電子を有する、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）である化合物。
2. 異性体Ａおよび異性体Ｂ
   

   

   からなる群の少なくとも１つから選択される式で表される化合物であって、それぞれの異性体が１つの価電子を有する銅イオンを含む、化合物。
3. 異性体Ａが選択される、請求項２に記載の化合物。
4. 異性体Ｂが選択される、請求項２に記載の化合物。
5. （ａ）銅(Ｉ)塩と、
   （ｂ）水と、
   （ｃ）５−ニトロテトラゾレート塩
   との反応生成物であって、
   前記反応生成物が１重量％より多いニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を含む、反応生成物。
6. （ａ）銅（Ｉ）を含有する物質と、溶媒と、５−ニトロテトラゾレートを含有する物質とを合わせて混合物を形成するステップと、
   （ｂ）前記混合物を加熱するステップ
   とを含む、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）の調製方法。
7. 前記銅（Ｉ）を含有する物質が塩化第一銅または臭化第一銅である、請求項６に記載の方法。
8. 前記５−ニトロテトラゾレートを含有する物質が５−ニトロテトラゾレートナトリウムまたは５−ニトロテトラゾレートカリウムである、請求項６に記載の方法。
9. 前記混合物が７０℃〜１５０℃の温度範囲にて加熱される、請求項６に記載の方法。
10. 前記混合物を少なくとも１５分間前記温度範囲に維持する、請求項９に記載の方法。
11. 加熱された混合物が、溶液中で沈殿物を形成する、請求項６に記載の方法。
12. 前記沈殿物を前記溶液から分離するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記沈殿物が微粒子および粗粒子からなる、請求項１１に記載の方法。
14. 前記沈殿物の前記粗粒子を前記溶液から分離するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. （ａ）銅（Ｉ）塩と、溶媒と、５−ニトロテトラゾレートを含有する物質とを合わせて混合物を形成するステップと、
    （ｂ）前記混合物を加熱するステップ
    とを含む方法により調製される生成物であって、
    前記生成物が１重量％より多いニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を含む、生成物。
16. （ａ）銅（Ｉ）塩と、溶媒と、５−ニトロテトラゾレートナトリウムと、酸とを合わせて混合物を形成するステップと、
    （ｂ）前記混合物を加熱するステップ
    とを含む方法により調製される生成物であって、
    前記生成物が１重量％より多いニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を含む、生成物。
17. 前記溶媒が水である、請求項１６に記載の生成物。
18. 前記溶媒が有機溶媒である、請求項１６に記載の生成物。
19. （ａ）銅（Ｉ）塩の水性懸濁液と５−ニトロテトラゾレート塩の水溶液とを合わせて混合物を形成するステップと、
    （ｂ）前記混合物を加熱するステップ
    とを含む、ニトロテトラゾレート銅（Ｉ）を調製する方法。
20. アジ化鉛の代わりに用いられる、請求項１に記載の化合物。
21. 異性体Ａおよび異性体Ｂの混合物である請求項１に記載の化合物であって、
    異性体Ａが
    

    

    であり、
    異性体Ｂが
    

    

    である、化合物。
22. 起爆薬の形態である、請求項２１に記載の化合物。

Images