JPS62187436A - 高エネルギ−材料の製造方法 - Google Patents

高エネルギ−材料の製造方法

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JPS62187436A
JPS62187436A JP61253506A JP25350686A JPS62187436A JP S62187436 A JPS62187436 A JP S62187436A JP 61253506 A JP61253506 A JP 61253506A JP 25350686 A JP25350686 A JP 25350686A JP S62187436 A JPS62187436 A JP S62187436A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硝酸エステル(−ONO2)基を含有する高
エネルギー材料の製造方法、該方法により製造される高
エネルギー材料および成る種の新規な高エネルギー材料
に関する。
沓のIF 2!2露玉?’ K Ah 7 m ”JB
 lj Tう11.−1’  l−4h ttJ l得
る純粋な単一物質もしくはその混合物と定義される。こ
れらの高エネルギー材料はしばしば他の成分と混合した
形態で爆薬や固体[1ケツト推進剤として使用され、通
常これらの材料中の有効酸素含m(一般に酸素バランス
と呼称される)は高い。
いったん発熱化学反応が材料中で始まると、前記酸素に
よって該反応が急速に進行し、通常それに伴っTNo 
 、Co、Co2やt−+20(7)Jニー5なガスが
天吊に放出され、圧力変化が生ずる。
硝酸エステル(−CH02)置換基を含む高エネルギー
材料または数種の硝酸エステル置換基を含む類似材料の
現在の製造方法では、通常強鉱酸(特にHNO/H2S
O4混合物)を使用しなければならない。例えば高エネ
ルギー材料として広範に使用されている二硝酸エチレン
グリコールヤニトログリセリンのような脂肪酸硝酸エス
テルを製造する場合には、これらのエステルに対応する
多価アルコールを混酸で硝化にトロ化。
0目ration)シなければならない。これらの条f
1下で高エネルギー材料をI!!’?iするとすると、
現在の安全基準にてらして解決しなければならない幾つ
かの問題が生ずる。例えば、危険性及び腐蝕性の極めて
高い反応混合物(強鉱酸)の管理、封じ込め(cont
a i nment )及び廃棄といった問題が生ずる
強鉱酸の使用に伴う問題を解決する一つの方法がフラン
ス特許No、1,100,372 (Boileau)
に記載されている。該方法は、蒸気相または不活性有機
溶媒中でエチレンオキシドと四酸化二窒素とを反応させ
て/硝化モノマー、ダイマー及びポリマーの混合物を生
成させることを含む。しかしながら、Boileauに
記載されている開環反応の主要生成物である式CH(O
NO)CH2(ONO2)を有する隣位の亜硝酸−硝酸
エステルは加水分解を受けやす< (hydrolyt
ically unstable) 、爆薬として使用
するには不適当である。Boileauにはまた、亜硝
酸−硝酸生成物をアルコールを用いて還流下で1時間処
理後蒸溜して揮発分を蒸発させる加水分解反応によって
、反応生成物から加水分解的には安定化されているが比
較的低エネルギーのモノ硝酸エステルを回収する旨が記
載されている。
主要な隣位の硝酸−亜硝酸生成物の加水分解反応は次式
で表わされうる。
CH2(ONO2)CH2(ONO)+H20→CH(
ONO2)CH20日+HN02従って、上記した隣位
の(vicinal)亜硝酸−硝酸エステルに比べて加
水分解的により安定であり且つ1分子中に多くの硝酸エ
ステル基を含んでいるニトログリセリンや二硝酸エチレ
ングリコールのような高エネルギー硝酸エステルの製造
に対して、Bo i l eauh法を適用しても不十
分である。
Boileau方法の別の欠点としては、成るステップ
において実質的な量の鉱II (HNO2)汚染物質が
遊離し、主要生成物が通常かなりの吊の硝化ジー及びポ
リエーテルで汚染されることが挙げられる。更にBoi
leau方法では、加水分解的に安定化されたヒドロキ
シ−硝酸生成物を製造する全体の反応において、消費さ
れる四酸化二窒素1分子につき最終的加水分解生成物1
分子あたり生ずる硝酸エステル基はたった1個であるの
で酸化窒素がむだに消費される欠点もある。
本発明の目的は、フランス特許No、 1.100.3
72に記載された方法に比べてより有効に硝化剤を利用
し且つ天吊の鉱酸を廃棄する必要のない、亜硝酸エステ
ル基を含まない高エネルギー材料の製造方法を提供する
ことによって上記した問題のうちの少なくとも一部を解
消することにある。
本発明の高エネルギー材料の製造方法は、複素環式張力
環化合物を四酸化二窒素(N204)及ニトロ 置換基をx −’Wii;’< X N O2>に酸化
することから成る。前記Xは周期表第Vbl及び第vt
b族から選択された原子である。
本明細言中°゛複素環式張力環化合物(heteroc
yclic 5tratneti ring cosp
ound)”たる用語は、環あたり3もしくは41[1
の原子を含む炭素をベースとする(通常有機の)任意に
置換された複素環式化合物であって、周期表第Vb族及
び第vtb族から選択された同−又は異なる最高2個の
環へテロ原子Xを含む化合物を指す。Xは好ましくは酸
素及び窒素から選択される。環あたり2個のへテロ原子
Xを含む張力環化合物としては、1−アジリン、ジアジ
リジン、オキサシリジン及びジオキセタンが例示される
。しかしながら、飽和脂環成核をベースとしヘテロ原子
Xを1個含む張力環化合物がより好ましい。最も好まし
い複素環式張力環化合物は、オキシラン、オキセタン、
アジリジン及びアゼチジンから成るグループから選択さ
れる。
この場合本発明方法において窒素酸化物としてまたは2
価のN−ニトロ(〉oNO2)とする。
オキシラン及びオキセタンのチオ同族体(チイラン及び
チェタン)を本発明方法で使用することもできるが、余
り好ましくない。
オキシラン、オキセタン、 N−置換アジリジン及びN
−置換アゼチジンから成るグループから選択された化合
物を本発明方法に従って反応させたとき生ずると考えら
れる全体の開環反応を以下に要約して示すが、本発明は
これらに限定されないことに留意されたい。
オキシラン オキセタン 、)1 トー置換アジリジン 上記した反応から明らかなように、理論的には主要反応
生成物は反応で消費される窒素酸化物を100%占有し
、硝化副生成物は形成されない。このことは、有効窒素
酸化物が極めて効率的に利用されることを意味する。N
−置換されていないアジリジン及びアゼチジンとの全体
の反応は余り明らかではない。何故ならば、これらの張
力環化合物を本発明方法で使用すると通常硝酸エステル
生成物が混合物の形態で生成されるからである。
木用II中、好ましくはオキシラン、オキセタン、アジ
リジン及びアゼチジンから成るグループから選択される
複素環式張力環化合物にはこれら化合物の未置換もしく
は置換誘導体も包含される。
後者の場合、複素環式張力環は1個もしくはそれ以上の
有効な環(available ring)の位置で任
意の置換基により置換されうる。好ましくは複素環上の
多くとも2個の有効炭素原子が置換される。
複素環式張力1の核、特にオキシラン、オキセタン、ア
ジリジンもしくはアゼチジン核上の少な二゛−1第1級
アミノ及び炭素−相容 性有機基から成るグループから選択された少なくとも1
種により置換されているのが好ましい。
炭素−相容性有機基(carbon−compatib
leorganic radical)は任意に置換さ
れた脂肪族、芳香族もしくは脂環式基でありうる。好ま
しい芳香族基はベンゼンもしくは単環式へテロ芳香族化
合物に由来するものであり、例えばフェニル、フェニレ
ン、ピリジル及びピリミジルが栄げられる。
好ましい脂肪族基は炭素数1〜m0、より好ましくは1
〜5のアルキル、アルコキシ、アルケニル。
アシル、アルデヒド、ケト、第2級または第3級アミノ
、アミド(カルバミル トエステル、カルボン酸,エーテル及びアルキニルであ
り、例えばC1−05アルキル、エチニル4〜8の同素
環式基例えばシクロヘキシルであるか、または3〜8個
、好ましくは3〜4個の環原子を有する複素環式基例え
ばオキシラニル、オキセラニル。アジリジニルまたはア
ゼチジニルであるが、アジリジニ及びアゼチジニル基は
N−[換されていてもN−環原子( ring ato
l)を介して複素環式張力環核に結合されていてもよい
。炭素−相容性有機基は複素環式張力環核トの単一周辺
炭素原子に結合される1gfJの基、または張力環核上
の同一もしくは隣接炭素原子に結合される多価° ゛ 
   を含む2価の有機基により連結されていてもよい
。多価基の場合、該基が2個以上の複素環式張力環核に
結合されていてもよい。特に、張力環核が例えばエポキ
シド化ポリブタジェンのようなエポキシド化ポリマーの
場合のように2価の有機基で二置換されていてもよい。
芳香族基に対する置換基としては、アルキル。
ボキシ.アミノ、ハロ、ニトロ、シアノ並びに任意に置
換されたオキシラニル、オキセラニル。アジリジニル及
びアゼチジニルが例示される。但し、アジリジニル及び
アゼチジニル置換基はN−置換されていてもよく、また
N−環原子を介して芳香族基に結合されていてもよい。
脂肪族基及び脂環子を置換する2価のオキシ、アリール
、アミノ及び任意に置換されたオキシラニル、オキシラ
ニル。
アジリジニル及びアゼチジニル基が例示される。
但し、アジリジニル及びアゼチジニル置換基はN−ff
i換されていてもよく、またN−原子を介して脂肪族基
または脂環式基に結合されていてもよい。
これらの置換基の中で炭素数1〜m0、より好ましくは
1〜5のアルキル及びアルケニル基が好ましく、好まし
いアリール基は同素環式もしくは複素環式基である。オ
キシラニル、オキセラニル。アジリジニル及びアゼチジ
ニル基が置換されているときには、ヒドロキシ、ハロ、
シアノ、ニトロまたは任意にシアノ、ニトロ、ハロもし
くはヒドロキシ置換されたC  −C5アルキルから選
択されだ少なくとも1種の置換基により置換されている
のが好ましい。本明細囚中、オキシラニル、オキセラニ
ル。アジリジニル及びアゼチジニルは次に示す1価の未
置換構造を有するものと定義されるが、環の任意の有効
位首で置換された分子に結合していてもよい。
オキシ   オキセ   アジリ   アゼチジニル 
  タニル   ジニル   ジニル環炭素原子上に1
個もしくはそれ以上の置換基を有するオキシラン、オキ
セタン、アジリジン及びアゼデシンとしては、プロピレ
ンイミン、プロピレンオキシド、n−ブドー 1−エン
オキシド。
n−ブドー2−エンオキシド、n−ベント−2−エンオ
キシド、n−ヘキサ−1−エンオキシド。
n−ヘキサ−2−エンオキシド、n−ヘキサ−3−エン
オキシド、スチレンオキシド、スチルベンオキシド。エ
ビクロロヒドリン、ブタジェンモノエポキシド、3.3
−ジメチルオキセタン、  3.3−(ペンタメチレン
)オキセタン、2−プロピル−3−エチルオキセタン及
び3−ヒドロキシオキセタンが例示される。
複素環式張力環化合物としてアジリジンまたはアゼチジ
ンを選択するときには、N−置換されていることが好ま
しい。何故ならば、本発明方法に従ってこの種の化合物
を反応させることにより硝酸エステル(−ONO2)1
1換基とニトラミン(〉NN02)置換基とを有する高
エネルギー材料を得ることができるからである。上記置
!IJ5基を有する高エネルギー材料は極めて有用であ
るにもかかわらず、通常>NNO2置換基を含まず−N
O2置換基のみを有する高エネルギー材料に比べて従来
公知の方法に従って製造することが難しいとされている
材料である。N−置換アジリジン及びN−置換アゼチジ
ンの部類には、N−1換されている他に複素環式化合物
の複素環上の1個以上の位置が置換されている化合物も
包含される。
好ましいN−置換アジリジン及びアゼチジンの複素環が
1種以上の任意の置換基で置換されていてもよい。
好ましいN−f換アジリジン及びアゼチジン上のN−f
i置換基しては、へ〇、ニトロ、シアノ。
好ましくはN−相客性有機基が包含される。
N−相容性有機基は任墓に置換された脂肪族。
脂環式もしくは芳香族基であり得る。本明細書中、芳香
族並びに複素環式芳香族基を包含する。芳香族基は好ま
しくはベンゼン及びQ!脂環式テロ芳香族化合物に由来
する基であり、例えばフェニル。
フェニレン、ピリジニル、ピリミジル、チアジニル(−
03N3H2)及びシクロトリホスファザ−1,3,5
−トリエニル(−P3N3+−+5 >が挙げられる。
脂肪族基は好ましくは炭素数1〜mo、より好ましくは
1〜5のアルキル、アルコキシ、アアミノ、アミド(カ
ルバミル オキサミド残1 (−COCONH,、)及びグアニジ
ン残基(−C (NH,、)=NH>から選択され、例
えばビニル、エチル、n−ブチル及び−CoOC2H5
が挙げられる。脂環式基は好ましくは、炭素数4〜8の
同素環式基例えばシクロヘキシルであるか、3〜8個特
に3〜4個の環原子を含有する複素環式基例えばオキシ
ラニル、オキセラニル。アジリジニルまたはアゼチジニ
ルでありうる。
但し、アジリジニル及びアゼチジニル基はN−i置換さ
れていても、またN−環原子を介して複索環式張力環核
に結合されていてもよい。
N−相容性右n基はアジリジンまたはアゼチジン核上の
弔−N−原子に結合した1 1+[iの基であるか、2
個以上のアジリジンまたはアゼチジン核に結合した多価
の基でありうる。上記化合物に由来する多価の右Ia基
としては、カルボニル(>C=o)、ジカルボニル(−
Coco−)、任意に置換されたフェニレン、任意に置
換された−(C=NH)−、トリアジン核(C3N3)
及びシクロ[−リホスフ7ザ−1,3,5−トリエン(
P3N3)核が例示される。
(以下余白) アルキル、アルケニル、アルコ4−シル、フルキル(特
にクロロ)、ニトロ、シアノ並びに任意に置換したオキ
シラニル、オギセタニル、アジリジニル及びアゼチジニ
ルが挙げられる。但しアジリジニル及びアゼチジニル置
換1ルはN−置換されるか又はNIM原子を介して芳香
族基に結合される。最も好ましく(よ、芳香族基がベン
ゼン系列の;、:C1’rにフェニルをニトロ、N−7
ジリジニル及びN−アC3N3H2もしくはP3N3H
5をN−アジリジニル及びN−アゼチジニルの中から選
択した1つ以上の置換基で置換したもののいずれかから
なる。
N−融和性脂肪族基及び脂環式基の置換基としる二価オ
キシ、アリール、第37ミノ並びに任意に置換したオキ
シラニル、オキセラニル。アジリジニル及びアゼチジニ
ルが挙げられる。但しアジリジニル及びアジリジニル置
換纂JはN−置換されるか又はN環原子を介して脂肪族
基もしくは脂環式基に結合される。脂肪族基の第17ミ
ノ阜(−で置換するのが好ましい。その結果これらのア
ミノ基は任意に置換したN−アジリジニル(M=2)又
はN−アゼチジニル(M=3)fil置換塁に変換され
る。これらの置換基では、アル−1−ル基及びアルケニ
ル基は最高10個、より好ましくは最高5個までの炭本
原子を含むのが好ま()く、オキシラニル。
オキセラニル。アジリジニル及びアジリジニル塁キシで
任意に「を換したC  −C5アルVルの中から選択し
た少なくとら1つの3;G C置換づ°るのが好ましい
一画の基でN−ti置換されたアジリジン及びアげチジ
ンとしては例えば、2−アジリジンエタノール、N−(
2−シアノエチル)−2−メチルアジリジン、エチル−
N、N−エチレンカルバメート。
N−プロピル−N、N’−プロピレンウレア、N−ニト
ロ−N’ 、N’ −プロピレングアニジン及びN−(
2−シアノエチル)−アゼチジンが挙げられる。
使用しない方が好ましいアジリジン及びアピブジンの反
応性N−置換基としては例えば未置換アリール(例えば
フェニル)、ヒドロキシル、第1もしくは第2アミン、
及び/又は第1イミン< >x +−1>からなるもの
、又はこれらを含むものが挙げられる。何故ならこのよ
うな塁を本発明の製法で使用すると、通常純度が低く且
っ収率も小ざい硝酸エステル生成物が形成され易くなる
から換とミーTJが第2アミン(又は第1イミン)とし
て規定されるのに対し、N−置換アジリジン及びアぜチ
ジンは第3アミン(又は第2イミン)として規定される
からである。
に置換したA1−セタニル、任意に置換したN−アジリ
ジニル及び任意に置換したN−7ゼヂジニルの中から選
択した少なくとも2つの基を分子毎に含む。この場合は
本発明の製法に使用する酸化窒素の積を好ましくは当該
歪環化合物に存在するこれらの塁の個数と等価か又はそ
れ以上にする。これらの基はrIいに同一であっても又
は異なってい一アゼチジニル核を含むアジリジン及びア
ゼチジンとしてはジエチレンオキサミド、ジプロピレン
ウレア、及びN−フェニル−N l 、 N′l−ジエ
チレングアニジン等が挙げられる。
好ましい複素環式全環化合物類としては例えば、芳香族
核上の買換基の少なくとも2つが任意に置換したオキシ
ラニル、オキセラニル。N−アジリジニル及びN−アゼ
デシニルの中から選択した歪点状複素環式基Aであるよ
うな多重置換芳香族化合物が挙げられる。
前記少なくとも2つの一価の歪点状複素環式基Δは互い
に同一であるのが好ましい。
各13A用の置換基としては、アルキル、アルク特に1
0個まで、好ましくは5個までの炭素原子をアミド及び
アミノ特に第3アミンが挙げられる。
6鵡Aはより好ましくは未置換であるか又は単一のC1
−05アルキル、特にメチル基で置換され択し、A以外
の置換2Jで更に置換してもよい。この芳香族L<用の
A以外の置換基としてはアルキル。
アルクニル、アルコキシル及びアルキルチオ並びにこれ
らのへ〇、ニトロ及びシアノ置換誘導体、特に最05個
の炭素原子を含むものの他にアリール特にフェニル、ハ
ロ、ニトロ、シアノ、カルボキシル、カルボン酸エステ
ル、ヒドロキシル及びアミノ特に第37ミノ等が挙げら
れる。芳香族基は合計2〜6個の置換すで置換するのが
好ましい。
芳香族基がベンゼン系列のものである場合には、歪環状
複″S環式化合物は一般式■ [式中へは前述の意味を表わし、Xは2〜4特に2〜3
の整数であり、yはO又は1〜(6−x)の整数である
1 で示される化合物からなるのが好ましい。Aは好ましく
は任意に置換したN−アジリジニル又はN−アジリジニ
ル基であり、最も好ましくは任意に「を換したN−アジ
リジニルである。一般式■で示される化合物の具体例と
しては、3−目位及び5−目位で人々N−アジリジニル
基により置換されものである場合には、歪点状複素環式
化合物は一般式■ E式中7は原子価n の原子であり、nlは4又は5で
あり、Δは前述の意味を表わし、Zは2〜3 (n’−
3)の整数である] で示される化合物からなるのが好ましい。
2は最も好ましくはC(n’ =/I)又はP (n’
=5)である。Aは好ましくは任意に直換したN−アピ
ヂニル又はN−アジリジニルλL最し好ましくは任意に
置換したN−アジリジニルである。
この基を用いる新規化合物には例えば、N、N。
N’ 、N’ 、N” 、N″−トリエチレンメラミン
2.4.6−ドリスー(1−yvチジニル) −1,3
,5−トリアジン及び2.2.4.4.6.6−ヘキサ
キス−(1′−アジリジニル)シフl] トリホスフ7
ザー 1,3.5−トリエン(後出の表3に示す構造を
有する化合物XXIV、 LXXV【及cFLXXX)
がある。
本発明の製法の別の好ましい実m態様では、歪環−旨が
エポキシ化した形態の任意に置換したシクレン、特にm
個のyA%炭素原子と1〜m個の炭素−炭素二重結合[
mは2〜6]とを含むシフレrらfPろ り♀募d任意に置換したオキシランであり、前記シクレ
ンのエチレン性不飽和呈の少なくとも1つがエポキシ基
でIi!l換される。適切なエポキシ化シクレンとして
は例えば、1,2−エポキシシクロヘキサン、  1,
2,3,4,5.6− トリエボキシシクロヘキポー1
;シL(を含む場合には、これらエポキシ基の1代表的
なものは、夫々シクロヘキサン−1,2−シトである。
エポキシ硅を2つ以−り含むエポキシ化シクレンから製
造されるこれらの生成物は新規の、且つ(完全に硝化さ
れた場合は)硝化度及びエネル1=−性が高い種類の化
合物を構成する。この種の化合物は起¥JAi又は二次
爆薬として有用であり得る。
本発明の更に別の好ましい実施態様では、複素デル!1
(に変換し得る少なくとも1つのオキシ基で置換された
有機基に結合されているような置換淋好ましくは特に6
個までの炭素原子を含むアルコ原子は通常当該右機暴土
の炭素原子に結合されることになる。前記有機基は二価
であってよく、複素環式環のM接し合う炭素原子に結合
し1す、その結果これら炭素原子と有機基とが協動して
シクロ結合する方が好ましい。この場合には互いに同一
であるか又はテ4なり得る前記fi別基が各複素環式く
は前記41機基が複累環式歪環分子毎に1つしか存在し
ないJ、うにする。環の他の構成口は適当な炭糸原子用
置換基、特に前述の如きC1−C5アル−Aニルで任意
に置換する。
前記右様桔は硝酸ニステール基への変換が可能なズキ 2つ以ドの、最も好ましくは単一の→シ基装置1榮Jる
のが好ましい。このオキシ基はヒドロキシi4 Q H
であるのが最も好ましい。何故ならOHFlは濃縮11
NO、濃縮llNO3/112SO4混合物、又はN2
O5との反応により容易に硝酸ニスプル34−ONO2
に変換し1!7るからである。このオニ1シ2!の次に
好ましいりどじては、1<が任急ニ置換したアルキル基
特にC1−C5アルキル基を表わす場合のエステル基−
〇〇CR1又は任意に゛ 置換したアリール基がある1
、最も好ましくは、オキシ基置換された状態の前記有機
基がヒドロキシ置換C1−C5アルキル阜、特に−CI
−1λ0(=1からなるようにJる。
本発明のこのような更に別の好ましい実施態様リシドー
ル)及び(b)3−メチル−3−(ヒドロキシメチル)
オキセタン等が挙げられる。
この好ましい実IM fi様では、酸化窒素特にN2O
5対複素環式化合物のモル比が少なくとも(a 1+a
2)t#: 1であるのが好ましい。alは複素環式分
子当りのオキシラニル基及び/又はオキシラニル駐の合
S1数であり、82は硝酸エステル基への変換が可能な
オキシ基の複索環式分子当りの個数である。酸化窒素対
複索環式化合物のモル比の最小値を前述の如き値にする
と、理論上は生成物が完全に硝化され、分子当り(2a
、”+a2)個の硝酸エステル基を含むことになり、残
留複素環式中環又はオキシ基は残らない。但し実際には
、完全硝化を達成するためには前記最小値を10へ・2
0%越える過剰量の酸化窒素が必要とされ得る。−例と
して、前述の最も好ましい2つの重環化合物(a)及び
(b)から得られる完全硝化生成物は公知のニトログリ
セリン爆薬((a)を使用した場合)及びメトリオール
トリニトレート((b )を使用した場合)を構成する
。酸化窒素の使用量が複索環式歪環化合物1モル当り(
a1+a2)≠吋モルより少ない場合には、少なくとら
部分的に反応が生じて、オキシ基と複索環式環とに対す
る酸化窒素の相対的反応性に依存する(14造式を右す
ることになる部分的に硝化された生成物が形成される。
酸化窒素(特にN205)に対Jるオキシラニル塁、A
キセタニル2J J3 J:びヒドロ−1シル基の反応
性の順位はオ湾ニル〉ヒドロキシル〉第1−セタ二ルの
傾向を示す。従って、011置換された有機基を有する
置換〆オキセタンでは、オキセタン環と反応する残留酸
化窒素がヒドロキシル基の硝酸エステル基への変換後に
少なくとも幾らかは存在するようにすべく、酸化窒素対
オキセタン比を通常(C2)≠ネト1より大きくする必
要がある。理論キシラニル基の部分的乃至完全な反応を
生起させある。
例えば複素環化合物がグリシドールの場合には、グリセ
ロール−1,2−ジニトレートをl!!!J造するため
の反応混合物の酸化窒素(好ましくはN205)対グリ
シドールの最適モル比は1:1.1〜m:0.9である
。反応物の混合時にN2O5のモルがのモル比が得られ
るまで溶液中の過剰グリシドールにN2O5をゆっくり
加えるとよい。
ニトログリセリンはN2O5及びグリシドールを、グリ
シドール1モルに対するN2O5のモルが1より多くな
るようにして反応させた時に形成〜1:2.2であるが
、この比が1:2.2を越えてらニトログリセリンは高
収率で得られる。受けの硝酸副産物が遊離される。逆に
、1モルの3−メのN2O5とを反応させると対応1〜
リニi〜レー1〜(メトリオール1−リニ1−レート)
が形成されるが、N2O5の濃度を低くする(/、ρモ
ル以下)と対応オキセタンモノニトレートしか11ノら
机ない。
生じる。しかしながら、これらの副産物の分離及び処置
に関する問題は通常従来の方法によるポリオールの混合
酸ニトロ化の場合1!i!I大ではない。
何故なら本発明の方法によって生じる酸性副産物のil
は通常従来技術の場合より遥かに少なく、生成物からよ
り容易に分離される(例えば生成物を水性溶媒、特にア
ルカリ溶媒で洗浄する)からである。
当り平均2個以上の1.2−エポキシ基を有するボッエ
ポキシドが挙げられる。本発明で使用し得るボッの種の
ポリエポキシドは例えばポリフェノールをアルカリの存
在下でエピクロロヒドリン又はジクヒドロキシフェニル
)プロパン、  4.4’−ジヒドロギシベンゾフエノ
ン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、
2.2−ビス(4−ヒドロキシ−第3ブヂルフrニル)
プロパン、ビス(2−ヒドロキシフェル)メタン又は1
.5−ジヒドロキシナフタレンであってよい。このポリ
フェノールはエノール△及びエピクロロヒドリンの反応
生成物が挙げられる。
エチレングリコール、ジエチレングリコール。
トリ1ヂレングリコール、1.2−プロピレングリコー
ル、1.4−ブチレングリコール、1,5−ベンタンジ
オール、  2,4.6−ヘギサントリA−ル、グリセ
ロール及びトリメチロールプロパンの如き多価アルコー
ルから誘導し得る類似の多価アル」−ルボリグリシジル
エーテルも適切なものとして使用できる。
本発明で使用し得る別のポリエポキシドとしては、前述
の多価アルコールのグリシジルポリエーテル及び多価フ
ェノールのグリシジルポリエーテルの部分的脂肪酸ニス
デル等が挙げられる。これらの樹脂の製造に使用し得る
脂肪酸にはアマニ油及びヒマシ油がある。
エピクロロヒドリン又は類似のエポキシ化合物と、脂肪
族又は芳香族ポリカルボン酸、例えばシュ引しコハク酸
、グルタル酸、アジピン酸、アピライン酸、フタル酸、
イソフタル酸、プレフタルM、  2.5−ナフタレン
ジカルボン酸及び二量体化リルン酸との反応によって生
じるポリカルボン酸のポリグリシジルエステルも使用し
1りる。具体例としてはアジピン酸ジグリシジル及びフ
タル醸ジグリシジル、並びに類似のエステルが挙げられ
る。
その他に例えばエチレン性不飽和脂肪族又は脂環式化合
物のエボ1ニジ化によってWA尋されるポリエポキシド
が挙げられる。これらのエポキシ化反応の生成物にはジ
エボキシド及びそれより高次のエポキシドがある。これ
らのポリエポキシドは非フエノール系であり、例えば酸
素及び選択全屈触媒か、過安息香酸か、モノ過酢酸ア[
トアルデヒドか又は過酢酸によるブタジェンの如きポリ
オレフィンのエポキシ化によって得られる。
ポリエポキシドの特に好ましいものは、エポキシド化エ
チレン性不飽和ポリマー、例えばエポキシド化ポリブタ
ジェン、ポリイソプレン、あるいはポリジメチルブタジ
ェン、あるいはブタジェン又はジメチルブタジェンと例
えばアクリロニトリルのコポリマーのエポキシド化され
たものである。
ポリマーは好ましくは少なくとも500の分子m及び/
又はエポキシド化の前に少なくとも10個の炭素−炭素
二重結合を有するものであり、利用できるニレチン結合
(>C−C<)の、好ましくは2%〜50%、より好ま
しくは10%〜40%がエポキシド化においてエポキシ
基に変換されているものである。エポキシド化ポリマー
、好ましくはエポキシド化ポリブタジェンあるいはブタ
ジェンとアクリロニトリルのエポキシド化コポリマーは
、例えばヒドロキシル、カルボキシルあるいはビニル基
のような官能性末端を有していてもよく、最も好ましく
は分子量が2000〜1000Gの範囲にあるものであ
り、その場合特に官能性末端を有していると液体ゴムと
なるであろう。あるいはまた、好ましくはポリブタジェ
ンであるエポキシド化ポリマーは、10 〜10、好ま
しくは10’〜106の範囲の分子量を有していてもよ
く、この場合は通常室温において固体となるであろう。
ポリマーは好ましくは、エポキシド化の前に 1000
0以下、より好ましくは1000以下、さらに好ましく
は250以下の炭素−炭素二重結合を有するものである
本発明の方法によれば、エポキシド化ポリマーはエポキ
シド基の一部あるいは全部を開裂するのに十分な窒素酸
化物で硝化されて生成物中に対応する隣位ジオールジニ
トレート基(−CH(ONO2)−CH(ONO2)−
)を形成し得る。この場合、生成物中に存在、する6F
4Mエステル基の数は出発物質のエポキシド化ポリマー
中に存在するエポキシ基の数の約2倍となる。実際には
、窒素酸化物の典型的には5−20%程度といった一部
がエポキシド化ポリマー中に残る二重結合と反応して隣
位C−ニドO/硝酸エステル基(−CH(No  )−
CH(ONO2)−)を生成物中に生成させるものであ
り、従って利用できるエポキシ基の実質的に全てを隣位
ジオールジニトレート基に変換するためには、前記の利
用できるエポキシ基の全てと反応するのに必要な理論的
化学吊論最に対してわずかに過剰モル(典型的には10
〜25%)の窒素酸化物が必要となる。窒素酸化物のポ
リマーに対するモル比が、全てのエポキシ基を変換する
のに不充分なものであった場合、残りのエポキシ基は、
例えば後のエポキシ硬化反応で利用して強力な熱硬化樹
脂としたり、あるいは例え(ONO2)−CH(OH)
−’)に変換し得る。
エル4−シト化ポリマーとの反応において限定量の窒素
酸化物を使用する代りに、本発明の方法において」−分
な窒素酸化物によりエポキシド化ポリ饋 マー存≠51tてポリマー中のエポキシ基の全てと残存
する炭素−炭素二重結合の一部あるいは全部を硝化する
ことができる。50%エポキシド化ポリブタジェン(即
ち50%のエチレン結合基(−CH=CH−)がエポキ
シ基に変換されている)は、ポリマー中の全てのエポキ
シ及びエチレン結合基を硝化するのに必要な量に笠しい
か過剰石の窒素酸化物により硝化すると、下記式の通り
、最大的37.5%の炭素原子が硝酸エステル基(ON
02)によって置換され、最大的12.5%の炭素原子
が亜硝酸エステルM(NO2)で置換される。
過剰の(N204+〔O〕) ÷CIl −C旧ONO)−CIl(0802) −C
H2−CIl2− C11(No  )−CIl(ON
O2)−CI+2+上述した硝化ポリマーは、新規な材
料であり、ロケット推進薬複合組成物の強力な可塑性あ
るいはゴム状結合剤としであるいはその一部として使用
し得る。特にヒドロキシ末端のものである官能性末端を
有する前述のエポキシド化ポリブタジェン液体ゴムの硝
化の一つの利点は、窒素酸化物は一般にエポキシ基に対
してよりも反応性末端基に対して反応性が低いので少な
くとも一部は変性していない末端基を有するこれ等のエ
ポキシド化ポリマーからポリマーを製造し得ることであ
る。従って該末端基は俊の硬化反応で使用し得る状態に
ある。
本発明のへテロ環式張力環状化合物を五酸化二窒素と反
応させると、反応混合物をざらに処理することなしに所
望の高エネルギー材料が得られる。
しかしながら、本発明のへテロ環化合物と四酸化二窒素
と反応させると生成するーう以上のX−亜硝酸エステル
置換基を後で酸化しないと所望の高エネルギー材料は得
られない。この侵の酸化工程に使用する酸化剤はこの亜
硝酸エステル中間化合物のその他のいずれの部分にも影
響を与えない(例えば二重結合を酸化したり、ハロゲン
置換基を加水分解しない)ものから選択するのが好まし
い、m−クロロ−過安息香酸のような有lIR化剤がこ
の後の酸化工程に適していることが判明したが、これ等
は反応混合物中に還元された有機残基を残しく上記の例
ではI−クロロ−安息香酸)、この物質は生成物の不純
物となり除去もしにくいという欠点を有する。好ましい
酸化剤はオゾンであり、これは亜硝酸エステルを高収率
で酸化し、一般には生成物の汚染の問題を引き起さない
ことが判明した。
ヘテロ環式化合物と窒素酸化物の反応を気体相で行なう
と、反応条件に水分が含まれることを防止できる。しか
し、無水状態の不活性非プロトン性(中性)溶媒中で行
なうのが好ましく、反応を制御しやすく、低温〜室温で
実施できるという利点がある。高い反応温度を避けるこ
とは、N2O5を窒素酸化物として使用した時に特に有
利であり、これは高温であるとN2o5の分解が甲く起
るからである。本発明方法の出発物質あるいは反応生成
物のいずれとも反応しないものであればどのような有機
あるいは無機の無水非プロトン性溶媒も使用し得る。し
かし、溶媒を簡単に、安全に、安価に処理又は再利用で
きなければならない。例えばオキシ塩化リン、塩化スル
フリル及び液体二酸化イオウのような無磯非プロトン溶
媒も張力環式化合物を充分に溶解し得るものであれば使
用し得るが、有機溶媒、特にハロゲン化アルカンが全体
に上記の基準に合致するので好ましい。
塩素化及び/又はフッ素化アルカンが特に好ましい。適
する有機溶媒の例は、ジクロロメタン、クロロホルム、
四塩化炭素及びフレオン(塩化フッ化炭素)等で、好ま
しくは大気圧で20℃以上の沸点を有するものである。
本発明の方法を気体相中で行なう場合は、窒素ものとす
る。しかし、この温度は250℃を越えないようにする
のが好ましい。不活性溶媒を使用した場合は、本方法は
高い温度(溶媒あるいは溶媒の混合物の沸点まで)及び
/又は圧力にて実施できる。しかしこの場合でも、反応
は溶媒あるいは溶媒温合物中において低温〜室温(−2
0〜+30℃、特に−10〜+10℃)で大気圧にて行
なうのが好ましい。
不活性溶媒中で本発明方法を実施すると、室温及び圧力
で非常に速く進行する。しかし、上述した通り比較的お
そい場合もあり、反応速度を増大させる必要があること
もある。これは反応温度を室温以上に上針させることに
よって行ない得る。
あるいはまた、塩化アルミニウムあるいは塩化第二スズ
のようなルイス酸を存在させることにより反応をコント
ロールしてもよい。
ヘテロ環式張力環状化合物と窒素酸化物間の反応時間は
、臨界的なものではなく、通常これらの反応体の反応が
完結するのに必要な時間に合わせて調整する。ただし、
特にオキシランを窒素酸化物と反応させる時は、反応体
を互いに接触させる時間を長すぎないようにするのが好
ましく、これは特に窒素酸化物がN2O4の場合、接触
時間が長いと生成物の重合を招き、従って生成物の純度
及び収率を低下させるからである。この理由からオキシ
ランと窒素酸化物の反応時間は好ましくは2時間、最も
好ましくは30分を越えないようにし、この時間の後生
成物を回収するかく窒素酸化物がN2O5の場合)、あ
るいは好ましくはその場で酸化する(窒素酸化物がN2
O4の場合)。生成物の重合を抑制するその他の方法と
しては、過剰の窒素酸化物、典型的には張力環式化合物
との化学量論的反応に必要な爵に対して少なくとも5%
過剰の窒素酸化物を反応混合物中に使用し、張力環式化
合物を窒素酸化物に加え(逆にしない方がよい)、反応
混合物中に存在する反応体のモル比、を所望のものとす
る。
調製後、最終生成物を好ましくは塩基、より好ましくは
無機塩基で処理して、工程中に生じた生成物中の酸性度
を中和する。酸性度が存在する場合にそれを中和するこ
とは、一般に最終生成物の安定性及び/又は純度を改善
する。
本発明のさらに別の形態として、第1の形態の工程の生
成物であるいくつかの新規な硝酸エステルが得られる。
これ等の形態の1つとして、本明細書中に前記した新規
な硝化ポリマーの群が得られる。これ等は一般に500
〜106の分子量を有する。また本発明のもう1つの別
の形態として新規な高エネルギー硝化芳香族化合物が得
られる。この化合物は、少なくとも2つの同一または異
なってもよい有機硝酸エステルラジカルBで置換され、
任意に1つ以上の8以外のラジカルで置換された芳香族
核を含む。ここでラジカルBは式%式% 基を含み、式中p及びqは個々に 1又は0であり、p
+q=1であり、Yはqが1の時は2価でpが1の時は
31IIIiの任意に置換された1、H−結合直鎖C5
アルキルであり、Hは2又は3である。従って定義によ
れば各ラジカルBは下記構造の1つを含む。
(q=1. p=o、 H=2) (Q=1.1l=o□H=3) (D=1.1)=0. H=2) (p=1.  q=o、  H=3) この新規な秤類の硝化芳香族化合物は、アジリジニル、
アジリジニル、オキシラニル及びオキシラニルから選択
された少なくとも2つのラジカルで置換された芳香族環
を含む対応する芳香族化合物と窒素酸化物を本発明の第
1の形態のh法により反応させることにより調製し得る
。これ等の最大の利点は、TNT、ピクリン酸及びペン
トリルのような化合物に代替し得る芳香族ベースの高エ
ネルギー材料(特に爆薬)を提供し得ることであり、芳
香Mm当りニトラミン及び/又はニドラード基の形態で
少なくとも4つのニトロ基を含む。
好ましくは少なくとも2つのラジカルが同一のものであ
る。ラジカルBの少なくとも1つがB3又はB4である
時、B3又はB4ラジカルはY上の利用可能な置換位置
のいずれかを介して芳香族環に結合し得る。しかし、基
Bの1つが81又はB2であるときは、利用可能なニト
ラミン窒素原子(−N (No2)−)を介して芳香族
環に結合し、Yは2価となる。各結合基Yの置換基の例
としては、アルキル、アルケニル、アルコキシ及びアル
キルチオ及びそれ等のハロ、ヒドロキシ、ニトロ及びシ
アノ誘導体、特にそれ等のうち10個、好ましくは5個
までの炭素原子を含むもの、アリール、ヒドロキシ、ハ
ロ、ニトロ、シアノ、ヒドロキシル、アミド、特に3級
アミド、及びアミノ、特に3級アミン等がある。より好
ましくは、各結合基Yは、非置換であるか単一のC1−
C5アルキル、特にメチルによって置換されたものであ
る。
特に好ましい基Yは、BがB1又はB2のとき−CH2
CH2−、−CH(CH3’)−CH2−及び−CHC
H(CH3)−1B h< 8  又は84のとき〉C
HCH2−及びンC)I C)l(CI−13)−であ
る。
芳香族核は好ましくは単環式ホモ芳香族、特にベンゼン
類及び単環式へテロ芳香族から選択され、さらにB以外
の置換基により置換されていてもよい。B以外の核の置
換基の例としては、アルキル、アルケニル、アルコキシ
及びアルキルチオ、及びそれ等のハロ、ニトロ及びシア
ノ置換誘導体、それ等のうち特に5個までの炭素原子を
含むもの、アリール、特にフェニル、ハロ、ニトロ、シ
アノ、カルボキシル、ヒドロキシル及びアミン、特に3
級アミノが挙げられる。核は好ましくは合計2〜6の置
換基により置換されているものである。
核がホモ芳香族ベンゼン類の場合、硝化芳香族化合物は
一般式■を有する。
式中、Bは前記に定義したものであり、Xは2〜4の整
数で特に2〜3、yはO又は1〜(6−x)の整数であ
る。Bは好ましくは任意に置換されたB 又はB2であ
り、最も参4好ましくは任意に置換されたB1である。
一般式■に含まれる化合物の例は3及び5位置を基(−
N(NO□)CH2C82ONO2)で置換された2、
4.6−ドリニトロベンゼンである。
核がヘテロ単環芳香族類の場合、硝化有機化合物は好ま
しくは一般式■を有するものである。
式中、2はn°価の原子であってnoは4又は5であり
、8は前記に定義したものであり、2は2〜3(n’−
3)の整数である。最も好ましくはZはC(n’=4)
又はP(n’=5)である。好ましくはBは任意に置換
されたB 又はB2で、最も好ましくは任意に置換され
たB1である。この群の中で新規な化合物の例は、N、
N、N’、N’、N”、N”−トリエチレンメラミン及
び2,4.6−ドリスー(1−アゼチジニル)−1,3
,5−トリアジンのトリニトラミントリニトレート誘導
体、及び2,2,4,4,6.6−ヘキサキス−(2°
−ヒドロキシエチルニトロアミノ)−シクロトリフォス
フアザ−1゜3.5−トリエンヘキサニトレート(後の
表4に構造を示した化合物XX■、LXX■及びLXX
XI)等である。
本発明の方法により調製し得る新規な有機硝酸エステル
の有用と思われるもう一つの群は、少なくとも1つのエ
ポキシド(オキシラニル)基と少なくとも1つの隣位ジ
(メチレンニトレートエステル)基(−CH(ONO2
)−CH(ONO21→を含む有機硝酸エステルである
。これ等は、本発明の第1の形態の方法によりジ又はポ
リエポキシドと窒素酸化物を反応させて調製することが
できるが、ただしジ又はポリエポキシド出発物質の分子
当り少なくとも1つの反応していないエポキシド基を残
す。これは、反応混合物中にモル過剰のエポキシ化合物
を供給して利用し得るエポキシド基の全てと反応するの
には窒素酸化物が不足するようにすることによって行な
える。これ等の新規なエポキシ−硝酸エステルはそれ自
体の性質として高エネルギー物質であるばかりではなく
、慣用のエポキシ樹脂硬化剤により硬、化させて、強力
な熱硬化性樹脂を製造するのに使用できる。特に、エポ
キシ−硝酸エステル分子当りに残存するエポキシ基の数
が1つ以上、好ましくは2つ以上の場合にそうである。
本発明の前記形態による新規なエポキシ−硝酸エステル
は、対応する化合物の混酸硝化のような従来法では調製
し得ず、そのような方法では硝酸エステル基が一〇H基
に置き換えられてしまう。
これはエポキシ基が酸感受性であり、硝酸との反応にお
いて容易に隣位ヒドロキシ−硝酸エステルM (−CH
(OH)CH(ONO2)−) に変換されるからであ
る。
本発明のこの形態による新規なエポキシ−硝酸エステル
の例は、1.2−エポキシブタン−3,4−ジオールジ
ニトレートである。
(以下余白) 以下、実施例により本発明を説明する。
【双股 全化学製品は、特に明記した場合を除いて入手した状態
で使用した。出発物資は以下のように入手した。アクリ
ロニトリル及びI−リエチルアミンー1.2−ジオール
はBr1tish Drug Houses Ltd(
BDII)から反応剤グレードとして入手し、N−(n
−ブチル)−エタノールアミン[2−ブチルアミノエタ
ノール]、塩化シアヌル及びプロピレンイミンはFlu
ka AG(”purum”グレード)から、塩化オキ
サリル(98%)はAldrich Cbem、 Co
、 Ltdから、2−クロロエチルアミン塩はLanc
aster 5ynthesis Ltd、から入手し
た。2−アジリジンエタノールはAldrich Ch
emicalCo(反応剤グレード)から入手した。
酸1ヒブロビレン及びグリシドールを除く市販のエポキ
シドは、^Ic1rich反応剤又は金ラベル(酸化1
−ブテン)グレードとし、ブタジエンジエポキシドは使
用前に蒸留した(b、p、56−8℃/25+mHg)
が、それ以外の物質は入手した状態で使用した。酸化プ
ロピレン及びグリシドールは、英国プール市BDHCh
emicals Ltdから入手した。酸化プロピレン
は使用前に蒸留しくす、p、 35℃)、グリシドール
は入手状態で使用した。
他の出発物質は以下のように入手した。アルケン(2−
ブテン及び2−ペンテンを除く)はAldrich(金
ラベルグレード)から、2−ブテン、ベンゼン及びI・
ルエンはBDH(反応剤グレード)から、2−ペンテン
はFlukaから入手した。2−ブテンは圧縮ガスとし
て入手し、入手状態で使用した。液体アルケン、 も入
手状態で使用した。
末端にヒドロキシ基を有するポリブタジェン液体プレポ
リマーである^rcoポリブタジェン[10樹脂グレー
ドR45Nは、米国^tlantic−Richf i
eldChemical Coから入手した。該プレポ
リマーは、約2500の分子量(鎖当たりのブタジェン
単位即ち炭素−炭素二重結合が約50に相当)と、約2
.2のO1l官能性とを有している。
アンバライ1−樹脂lR120はBDHからHa形態で
入手した。該樹脂は、過剰の5M塩酸と共に攪拌後、酸
が除去されるまで蒸留水で洗うことにより、使用前にH
形態に転換した。
過酸化水素(60%w/v、即ち50%vI/w)はB
DHから入手し、使用前は0℃で保存した。
BDFIから入手したフッ化カリウムは、真空下で2時
間120℃に加熱することにより使用前に「活性化」さ
せ、乾燥器内で保存した。
四酸化二窒素(N204)は、5W190ンドンBOC
5pecial Ga5es Divisionからシ
リンダ内の加圧液体として入手し、入手状態で使用した
オキセタン、3,3−ジメチルオキセタン及び3−メチ
ル−3−(ヒドロキシメチル)オキセタン[3−メチル
−3−オキセタンメタノールコは、Aldrich(夫
々反応剤又はへBCグレード)から入手し、使用前にC
a II 2がら蒸留した。
溶媒及び他の無機反応剤は、いずれもBDH(反応剤グ
レード)から入手した。但しホスゲンはca12.5%
−/w)ルエン溶液として英国プール市BDIIから入
手し、クロロスルホン酸(99%)は^Ic1rich
 Chew。
Co、 Ltdから入手し、ジクロロメタンはhplc
グレード(BDH)とし、使用前にクロマトグラフィシ
リカゲルカラム(BDFI)に通すことにより乾燥させ
、hplc(高圧液体クロマトグラフ)分離で使用した
メタノール、アセトニトリル及び水は、Fisonsh
plcグレード(アセトニトリルは”Far U、v、
”グレード)とし、95%エタノールはDurroug
l+s Ltdから入手し、CDCI 、及びD6−ア
セトンは八1drich(同位体純度99.5%)から
入手した。 CDCl3、ベンゼン及びトルエンはいず
れも使用前に4八分子ふるい(BDH)上に放置した。
実施例及び実施例以外で使用される池の反応剤の調製に
ついて以下に記載する。調製生成物は、’Hnmr(核
磁気共鳴)、” Cnmr及びir(赤外)スベクl−
ルデータにより分析した。場合によっては、質量スペク
トル、気−液クロマトグラフィ(glc)、高圧液体ク
ロマトグラフィ(hplc)、薄層クロマトグラフィ及
び融点測定を含む他の測定も実施した。
1、五 ′二窒′、N2O5の調2 N205は、四酸化二窒素(N20−)をオゾンで酸化
することにより調製できる。N20.は熱不安定性であ
るため、調製中及びその後の使用中には温度を30℃以
上にすべきでなく、好ましくは一10℃〜20℃で操作
を実施する。 N20.は加水分解して硝酸になり易い
ので、全操作は無水条件下で実施しなければならない。
本文中の反応に関しては、塩素化アルカンのような不活
性溶媒にN20.を溶解することが好ましい。
市販のオゾン発生器から発生したオゾン/酸素混合物を
、N20.を収容しているガラス容器中に通した。気体
相で酸化が生じ、形成されたN20.を酸素流で運搬し
、−20℃〜−30℃に維持された一連の冷却トラフ1
内に捕捉する。次にオゾン化した酸素流内に最初に捕捉
された生成物を再昇華することにより、未反応N20.
を反応させる。純粋なN2O5の白色結晶は、非著な分
解を生ずることなく少なくとも使用前7日間−78°C
で保存することができる。
2、エチレンイミンの! Wystrach(J Am Chem 5oc(19
56)、78.1263)の方法によりエチレンイミン
を調製した。
3.246−)1ニトロアニソールの・Urbansk
i(”Chemistry  and  Techno
logy  ofExplosives” Vol 1
. P547(PerHamon、 1964))の方
法により2,4.6−)リニトロアニンールを調製した
プロピレンイミン(28,5g、0.5モル)及びアク
リロニトリル(50d 、ca50%モル過剰)を40
時間還流下に加熱した。次に混合物を真空下で分留した
処、bpt(沸点)95−7℃/95abarを有して
おり且つ期待通りのir及び’lIt+mrスペクトル
を有する無色油状の化合物XVrl(35,5g、64
.5%)が得られた。
5、N−2−シ、7/エ ルー7ジリジ7 XVIII
 (7)”Be5tian(八nnalen(1950
)、 566、210−244)の方法に従って、上記
′rA製方法(4)と同様の方法でエチレンイミンを反
応さぜ、bpt55−6℃/8mbarのN−(2−シ
アノエチル)−アジリジンを得た。
6、N−n−ブール−アジリジン(x!x):3Eld
erf 1eld他(J Or  Chen+(194
9)、605−637)の方法に従って、N−(n−ブ
チル)−エタノールアミン及びタロロスルホン酸から、
収率30%でbpt29−30℃/95+bnrの化合
物xIxf!−調製した。’Ilnmr及びirは指定
のig造に一致した。
7、N−ビクリルアジリジンXXIII)の調Be5t
ian(qv)の方法の変形に従って化合物XXlIr
を調製した。メタノール(10d )中の無水エチレン
イミン(1,66g)ヲ、同−溶a(100d)Etl
) ト!J 二l”ロアニソール(10,Oy)溶液に
、室温で攪拌下に20分間にわたって滴下添加した。添
加の途中で濃い沈澱物が形成され、2時間攪拌tit 
(この後、薄層クロマトグラム(tlc)(CIl□C
1□)は不変のトリニトロアニソールがある程度残って
いることを示した)、更にエチレンイミン(’0.3g
)を加えた。更に0.5時間攪拌を続けると、tlcは
トリニトロアニソールの不在を示した。沈澱物をF別し
、8.70gのN−ビクリルアジリジンを得た。’Hn
mr分析の結果、ca10モル%のトリニトロアニソー
ルで汚染されていることが判明し、その池の分析結果は
構造XXIIIと一致した。従って純収量は7.83g
(74%)であり、その後の反応では再結晶化中に熱分
解する可能性があるためそれ以上精製せずに生成物を使
用した。
この1勿質は、Wystrach他(J Am Che
m 5oc(1955)。
シアヌルから調製した。トリエチレンメラミン(XXr
V)の収率は86%であり、+H及び” Cnmr及び
irスペク)−ルは指定の構造に一致した。
9 、 N、N、N’ 、N’ 、N′’、N”−)−
リプロピレンメラミン瑳■力四」l この対応するトリス−(2°−メチル)誘導体くXχ■
)は、5cbaefer(JΔm CIecmSoc(
1955) 、77.5928−5930)により記載
されているように、XXIVと同様に塩化シアヌル及び
プロピレンイミンがら調製した。収率は90%であり、
畑ρt97−9°C(痕跡量のトルエンを含有する石油
エーテル(bpt60−80℃)から)であった。
10、シル盈ニ■ユン瀝Δ」−乙tきJじしF(X遵±
Vg」トルエン(150d )中のトリエチルアミン(
55,55L0.55モル)及びエチレンイミン(4:
3g、1.0モル)の混合物に、トルエン(15(7)
中の塩化オキサリル(63,5g、0.5モル)溶液を
2時間にわたって激しい攪澱物により攪拌しにくいため
、塩化オキサリル溶液を約70%添加後に添加を停止し
なければならなかった。この後、実験を継続し、混合物
をセライトを通して濾過し、回転蒸発器(30℃、 1
00mbar)上で溶媒を除去した。こうして薄茶色の
液体と樹脂化合物の濃い膜とを得た。フラスコにエーテ
ル(200威)を添加し、一部の樹脂化合物と共に微細
な白色固体20g(18,8%)を分離させた。この固
体混合物を戸別し、エーテルを蒸発させた。混合物をメ
タノールに溶解し、微細な白色沈澱物が現れるまで、形
成された溶液を空気中で穏やかに蒸発させた。 mpt
130℃の固体(0,75g)を戸別し、乾燥させた。
’ Hnmr及びirスペクトルを分析した処、この化
合物はある程度不純物を含んでいるものの所望の生成物
XXXIであることが認められた。
I・ルエン(400d)中のクロルギ酸エチル(545
F。
0.5モル)溶液に、トルエン(200m)中のエチレ
ンイミン(239,0,5モル)及びトリエチルアミン
(52LO055モル)の溶液を攪拌及び冷却く氷水浴
)下にゆっくりと添加した。添加温度は15℃未満に維
持し、混合物を室温で1.5時間攪拌した。次に沈澱物
を炉別し、p液を水(400rd)で洗い、無水硫酸ナ
トリウム上で乾燥させた。回転蒸発器(40℃、100
mbar)を使用してトルエンを除去した処、薄黄色の
油が残った。この油を蒸留し、bpt51.3−52.
0℃/25mbarのXXXIITを15.4ff(2
8%)の清澄な液体として得、’Ilnmr及びirス
ペクトルは所皇の生成物に一致した。
12、 N N N’ N’−シフoヒレン′−(XX
XVHI )f!礼 トルエン(120m )中のトリエチルアミン(52,
5g。
0.5モル)及びプロピレンイミン(28,5g、0.
50モル)の混合物に、トルエン中のホスゲン溶液(1
90d中に12.5%u+/w = 24.59(0,
25モル)COCI□)を2時間にわたって10−12
℃で迅速攪拌下に滴下添加した。
れな。次に沈澱物を戸別しくセライト)、r液を真空下
で濃縮し、流動性の黄色の油を得た。バルブトウバルブ
(bulb−to−bulb)蒸留の結果、ir及び’
Ilnmrスペクトルから同定されるbpt80−95
℃10.8mbarの所望のプロピレン尿素誘導体(X
XXVIII)が薄黄色の油(25,5g、37%)と
して得られた。
エーテル(30d)中のプロピレンイミン(25,5g
0.45モル)溶液を、同一溶媒(1007り中のイソ
シアノ酸ロープロピル(30,75g、0.375モル
)の溶液に攪拌及び冷却(温度20°C未満)下で20
分間にわたって添加した。更に所定時間(1−1,5時
間)攪拌後、イソシアノ酸エステルは残留していなかっ
た(ir>。高真空下で溶媒を除去した処、薄黄色の油
(43,5g。
81.7%)として粗尿素誘導体(XXXVII)が得
られ、ir及び’llnmrスペクトルは指定した構造
に一致していた。バルブトウバルブ蒸留により一部を精
製し、bpt120−5℃/1.Ombarの純粋な尿
素誘導体を無色の油として得た。尿素誘導体を8箇月間
周囲温度で放置しても不変(ir)であったことから、
物質の高い安定性が確認された。
1879)により記載されているように、硫酸2−メチ
ル−2−インチオウロニウムの硝化により2−メチル−
1(3)−二トロー2−イソチオ尿素を調製した。この
物質(6,75g)をLove他(J Or  Che
w(1963)281496−1498)により記載さ
れているようにプロピレンイミンで処理した処、適正な
融点及び1rスペクトルを有するN−ニトロ−N’ 、
N’−プロピレングアニジン(3,99,54%)が得
られた。
トルエン(200ate )中のイソシアノ化フェニル
ニ塩化物(19,ILo、11モル)を、同一溶媒(2
00rIdり中のエチレンイミン(10,75g、0.
25モル)及びトリエチルアミン(30,3g、0.3
0モル)の溶液に攪拌及び冷却(温度10−15℃)下
に滴下添加した。室温で30時間攪拌を継続した後、沈
澱した塩酸トリエチルアミンをr別し、トルエンで洗っ
た。F液と洗液とを合わせて蒸発させ(50mbar、
30℃)、薄茶色の粘性液体としテ16.2F(78,
6%)の化合物X L V I I ヲ得ター一部を蒸
留した処、分解して濃いオリーブグリーンの液体が得ら
れ、’ Hnmrスペクトル分析によると、この液体は
アジリジニル基を含んでいなかつた。従って、その後の
実験では粗生成物(1■及び” Ct+n+r及びir
スペクトルにより同定)を使用し、その熱不安定性によ
り使用前は一40℃で保存した。
16、 N−2−シアノエール−アゼ ジンLXXVの
・Chew他(ム1上匹上em 5oc−力*n(19
67) 、40.p1964)の方法に従って化合物L
XXVを調製した。エーテル(20d )中のアクリロ
ニトリル(2,39y、2.98m、45mmo l 
)の攪拌溶液に、温度が5℃を越えないように冷却しな
がらエーテル(20mlり中のアゼチジン(2,5L4
5mmol)を加えた。混合物を室温で一晩攪拌した後
、溶媒を除去し、’IIn+@r及びirスペクトルに
より同定される化合物LXXV(3,95y、収率80
.7%)ヲ得た。生成物は、その後の反応で使用可能な
ように十分純粋であることが確認された。
5chaefer(J A+* ChelIISoc(
1955)77 p592B)の方法に従って化合物L
XXVIを調製した。アゼチジンの塩酸塩を水中で塩化
シアヌルと反応させ、融点225−238℃を有する白
色固体(収率78%)として化合物LXXVIを得た。
この化合物の’Hnmrを分析した処、確かにLXXV
Iの化合物でありその純度はそれ以上精製しなくてもそ
の後の反応に適切であることがわかった。
この化合物(アフォレートの窒化ホスホニル三量体とし
ても知られる)は、RKatz池、b■U」4叶em、
 (19f34)3.757−761の方法により調製
した。
以下に述べる一般方法を使用してl−クロロペルオキシ
安息香酸で酸化することにより、対応するアルケンから
2−ブ〆テン、1−12−及び3−ヘキセンのオキシド
をそれぞれ合成した。
30℃の水浴に浸漬した磁気的攪拌下のフラスコ中に、
0.1モルのアルケンを含むジクロロメタン50mを収
容させた。次に0.15モルのm−クロロペルオキシ安
息香酸を加え、反応混合物を一定の温度で2時間攪拌し
た。過剰の翔−クロロペルオキシ安息香酸及び反応によ
って生じたm−クロロ安、芒、香酸を戸別した。100
℃の真空下で1時間加熱した200モル%過剰の活性化
フッ化カリウムを添加しくCamps他、Tetrab
edron Lett、、 22.(1981)、p3
895参照のこと)、更に2時間攪拌し、形成された複
合物を戸別することにより、媒体中に溶解して残留して
いる最終痕跡量の有機酸を除去した。溶媒を回転蒸発器
上で除去し、nn+r及びirスペクトロスコピーによ
り生成物を分析し、glcにより純度を検査した。
毒性のフッ化カリウムの使用を避けられるような方法を
開発するために、Pa5to及びCumbo (J 、
−虹り匹肢m、 30(1965)、 p1271)の
方法に従って以下のように2−ペンテンオキシド(酸化
2−ペンテン)を調製した。500dのジエチレングリ
コールジメチルエーテル(diglyme)中に10モ
ル%過剰のm−クロロペルオキシ安息香酸を含む溶液に
、5℃で攪拌しなから2−ペンテン(0,24モル)を
加えた。混合物を5℃で更に2時間攪拌後、冷凍器内に
一晩放宣した。次に粗生成物を蒸留により酸/過酸溶液
から分離し、161℃まで留液(ca150m)を収集
した。
最後に、ガラスピーズを充填した1501カラムを通し
て再蒸留することにより、酸化2−ペンテン(’Hnm
rによると純度99%)を単離した。収率は14.9g
(73%)、b、p、82−5℃であった。
20、゛    を11   るエボ シ HTr’H
の;乙・IZ u c b o w s k a (ム
dLμE−(1980> 21 、514 >の方法に
Ue ツて、エポキシ化度を変化させながらエポキシ化
HTPB?:調製した。使用した活性酸化剤は、無水酢
酸及び過酸化水素水からその場で生成する過酢酸である
6強酸性のイオン交換甜脂も触媒として介在させた。エ
ポキシ化は各種の触媒対反応剤(ポリマー、過酸化水素
及び無水酢酸)比を使用して実施し、二重結合の20%
をエポキシ化するのに最適な条件(20%のエポキシ化
とは、HTPB出発物質中のエチレン性不飽和基の20
%がエポキシド基に転換することを意味する。)を決定
した。これらの条件は、下記第1表及び第2表に要約し
た。この実験は小規模(0,2モル[ITPB)で実施
したが、最適実験パラメータが確認されている時には、
20%エポキシ化ポリマーの大規模調製(10モルHT
PBまで)が保証された。
箪」j! 過酢酸を使用するII T P Bのエポキシ化※「基
本モル比11Tr’B、とは、ポリマー中のブタジェン
反復単位のモル濃度を表す。
第2表 過酢酸を使用するHTPIIのエポキシ化に対する触媒
の効果 以下、20%エポキシ化II T P Bの製造を最大
化するために選択した典型的な小規模エポキシ化手続き
について記載する。
温度計及び攪拌器を備えており且つ室温の水浴に浸漬し
た三原フラスコ中に収容した等容量のジクロロメタンに
、20..4ff(19d)の無水酢酸を溶解させた。
15dの過酸化水素(60%w/v)を加え、混合物を
激しく攪拌した。発生した熱による溶媒の損失を防ぐた
めに凝縮器を取り付け、温度を35℃に維持した。次に
8gのアンバーライトIRI20(!I形態)樹脂を加
え、30分後、30mのジクロロメタン中に溶解させた
10.8gのIITPBを反応混合物に導入した。2時
間の反応時間にわたって温度は40℃に維持した。次に
溶液を過剰の炭酸水素ナトリウムで中和させ、濾過し、
硫酸マグネシウム上で乾燥させた。最後に回転蒸発器上
で溶媒を除去することにより、エポキシ化ポリマーを単
離した。
2−フロピルー3−エチルセタンCxXI■■ノ=11
この化合物は、Moulines他、シュ月匹1i−,
(1981) 。
550の方法に従って調製した。18gの2・−エチル
ヘキサン−1,3−ジオール(^1drich Che
mical Co、)を乾燥THF(350d ’)に
溶解させ、溶液を一3℃(氷塩浴)まで冷却しな。45
分間にわたってn−ブチルリチウム溶液(ヘキサン中に
1.6M、94d 、0.15モル)を(温度5±5℃
で)攪拌下に滴下添加した。攪拌を室温で更に1時間継
続後、乾燥THF(75Id)中の塩化p−トルエンス
ルホニル(28,6g、、0.15モル)を水浴中で冷
却しながら45分間にわたって滴下添加した。更に1時
間攪拌後、30分間5−10℃(水浴冷却)でn−ブチ
ルリチウムの第2の部分(94ml! )を−加え、混
合物を室温で一晩攪拌した。最後に、混合物を60−6
5℃で2.5時間加熱(濃い白色の懸濁液形態)後、真
空濃縮し、水(750alt)を添加し、エーテルで4
時間連続抽出した。エーテルを除去後、得られた薄黄色
の油を蒸留し、bp70.4−71.8℃/100mb
arの5.25g(33%)ノ(CXXIIT)を得た
33−(ヘンタメ l/ン−−t=  ン(CXXII
)ノ=4Backer及びWinter、 Rec、 
Trav、 Chim、 Pa 5−Bas56504
(1937)の方法に従って調製された1、1−ビス−
(ヒドロキシメチル)−シクロヘキサン(21,6g。
0.15モル)を、化合物CVIの調製について上述し
たと同様に処理しな、但し、第1段階で(ゼラチン状沈
澱物の形成を避けるために)更に250IIdlのTI
IFを添加し、連続抽出時間は3時間のみとした。 b
p59.5−60.5℃730mbarの無色油として
オキセタン(CXXII)が単離され、収率はto、9
g(57%)、沸点は57.0−60.5℃/30w+
barであった。
以下の実施例で使用した選択した反応剤の構造式を下記
第3表に示す。
1L W旦R=CH2C112CN、 R’ =CH3刷R・
Cl2CH2CN、 R’・H XIX  R=n−C4Hg、 R’:HX   R4
,R’二CH3 XXIV R=lI 川R=CII3 XXV I XXX CXXI  R4,R’:R”=Cll3CXXIII
 R=C2115,R’=H,R”:n−C3117(
以下余白) 酸 窒素と “−ム との 。
複索環式化合物がアゼデシン又はアジリジンから構成さ
れている場合には、適当な乾燥不活性溶媒(10〜15
IIdl)中で該複索環式化合物(20mmo I )
4.4M  N2O5溶液(通常20〜40d)に、冷
却。
撹拌しながら前記複索環式化合物溶液を滴下し加えた。
滴下(通常10〜15分)終了後に、更にこの混合物を
前記滴下温度で0.5〜1時間撹拌した。
(の後、該渥合物を19,2まで暖め、この温度で更に
、もう1〜2時間、又は反応の完結したことが示される
(glc、口c、 hplc、又は’l−1nn+r)
よ−c m痒した。N2O5の熱分解を最小限に押える
為、そして反応化合物の揮発性が高いようないくつかの
場合にはその化合物の損失を避ける為に、反応は通常、
室温か又はそれ以下で実施した。大気中の水蒸気による
N2O5の加水分解を避ける為の予防手段を講じた。次
いで、この反応混合物を氷水につけ、有機層を分離した
。水層をジクロロメタンで抽出し、この両有tllEを
一緒にして、これを更に飽和重炭酸ナトリウム溶液で洗
浄して過剰な酸性分を全て除去し、無水tvloso4
で脱水し、30℃より低い温度で水流ポンプによる減圧
下で蒸発させた。油状又は白色固体状の生成物を分光学
的に同定した。幾つかの場合には、glc又はhplc
によって生成物の純度を検討した。
複素環式化合物がエポキシド(オギシラン)から構成さ
れている場合には、N2O5に対して工M溶液が所望の
温度(通常0℃)である時に、これにエポキシドの有機
溶液(約500m9 / tnl )を充分量だ(プ2
分間に亘って加え、反応混合物中に鱈いて所望のN2O
5対:[ボキシドの比を得た。次にこの溶液を5分間撹
拌した。この際、発熱は観察されなかった。無水の、湿
気のない条件をこの間中維持した。次いでこの溶液を飽
和炭酸ナトリウム溶液と伴に振とうし、過剰な酸性分を
全て除去し、有m層を分離し、これを無水硫酸マグネシ
ウムで脱水し、濾過した。溶媒を減圧下30″Ck二’
(回転式エバポレーター上で除去した。得られた生成物
乞前述のように検討した。
B、)J Oとの反応及びそれに く生  の化 反応混合物を所望の温度(−25℃〜25℃)で30分
間撹拌し、得られた生成物をその揚で無水酸化剤、例え
ばオゾンで酸化した。この間無水条骨を維持した。過剰
な酸性分を重炭酸ナトリウム溶液で全て除去した後、溶
媒を減圧蒸溜して生成物を単離した。
(以下余白) 丑JIJLヨ 以下の実施例に於ける硝化生成物の構造式を以下の表4
に掲げる。
表    4 RNO2NO2R XXVI R=H XXVI  R=CH3 表4の続き (02No−CH2CH,、−N−C−> 2■ 0NO2−CH2CH2−N−C−OCH2CH30□
No−CH,、CH2N−C−0NO□表4の続き CH3No2CH3H XLI[l         XLrVO2 O2 O2 LIX 人−先(7)R旦 02NO−CH2CH2CH2−N−CH2CH2−O
NXXVI 02N02 LXX■ 表4の続き XXXI 友」L五mg (以下余白) アジリジン び   ン゛と  倉°′−−以下の実施
例1〜m6で用いられた条件及び反応試95量の詳細に
ついては下記表5にまとめて記載する。以下の実施例で
得られた生成物の多くは、’Hnmr、”’Cnmr及
ヒtrスペクトルデータによって特徴付けられた。その
うちの幾つかは更に、hplc。
glc又はtlcによって特徴(4G−Jられた。これ
ら生成物のスペクトルデータは)2表6〜8に示1゜1
(a)プロピレンイミン X) ジクロロメタン(10d)中のプロピレンイミン(0,
604g、10.5mmol )溶液を同じ溶W(25
mlり中水し、そして蒸発ざ「るど極めて簿い黄色の相
定した。
1(b)2−アジリジンエタノール(XV)前記の一般
的方法(A)を使用してN2O5と2−アジリーr″ン
エタノールを反応させた。生成Wright他の方法(
Canad J Rcs  (1948) 26旦p8
9)で1!7られた真正試料と比較(hplc) L、
て、この生ることが判った。
2、N−(2−シアノエチル −2−メチル ぐ1’2
> (Xl上 前記一般的方法(A)によりN205を化合物CH2C
H(CH3)ONO2(XX)であることをIr、  
l−1n1llr、 13Cnlr及び質+j)スペク
トルに・    1 よって確認した。その融点は85〜86℃であった。
3、N−(2−シアノ[ブール)−アジリジン(X■) アセトンを用いて更に溶媒の除去を行ない残留ジクロロ
メタンを伴出した以外は、前記一般(NO2)CH2C
H20NO2(XXI)raると同定された。
4、N−n−−−ル − ジIS゛ C]」 −N(No2)CH2CH2ON02(XXI
)を得た。
5、N−ビクリルアジリジン(XXI[[)前記一般的
方法(A)を用いて、N2O5と化合物XX■を反応さ
せた。生成物は黄色油として直ちに沈澱し、約30分間
放置させると結晶化した。
上澄液を静かに注ぎ、生成物をフィルターペーパー上で
集め水で洗浄した。この生成物をスペクトル(1HnI
llr及びir) 、並びにり、R,C1arkの方法
(組虹値虹助am、 (1933)、公、 01385
 )によって調製された真正な試料のhplc及び混合
Ml)丁との比較により、テトリル誘導体Pic−N 
(NO2)CI−12Cl−120NO2(Pic= 
 2.4.6−i’!Jニトロフェニル)、標識化合物
XXVI(ペントリルとしても公知)であると同定譚託
だ。
6、N  N   ’   N’   N”  N”−
トリエチ前記一般的方法(A)を用いて、更に、得られ
た生成物をエタノールで粉砕化処理することにより、N
2O5と化合物X X IVとの反応を実施した。該処
理した生成物は綱かい白色固体を形成し、これをエタノ
ール−アセトニトリル混合物から再結晶させた。融点7
2−73℃。この化合物は新規なトリアルキルトリニト
ロメラミン誘尋体C3N3 (N(NO2>   Cl
−12CI  2  ONO2)  3  (XXVT
[)であると同定した。
前記一般的方法(△)を用いて、更に得られた生成物を
メタノールで粉砕化処理することにより、N2O5と化
合物XXvとを反応させた。該処理した生成物は細かい
白色固体を形成し、これは新規イ【トリアル4ニルトリ
ニトロメラミン誘導体03N3 (N <No2’)C
l−12CH(CH3)oN03)(xxvIII)で
あることを同定した。
8、ジエチレンオキサミ゛ XXXI オキ号ミドX X X I  1.25nn+olをス
ルホランくデトラヒドロチオフエンーS、S−ジオキシ
ド)6〜7mt中に溶解し、これをジクロロメタン(6
〜7IIIe)中(7) 4.4M  N205溶液に
滴下シた。(lζ温で30分間放置後、均一な混合物を
室温まで暖め、その後過剰なN2O5を中和する為に固
G、R,Wright他の方法(Canad J Rc
s 、 (194r)。
J 、 401参照)によって調製された真正ビス−し
て、該以知の4i41」rが単独の生成物として得られ
たことを確認した。
前記一般的方法(A)を用いて、化合物xxxmをN2
0.と反応させた。得られた生成物はエチル−N−(2
−ヒト[1キシエチル)−N−< 13Cnlr及びh
plc)。該生成物中に於ける化合物xxxvの割合は
、反応涙金物中で使用されるN2O5の品が増加するに
つれて増大することが判明した。このことは、オキシ−
アルキル基は一般にN2O5の攻撃を受は易いというこ
とを示している。
前記一般的方法(A)に従って化合物xxxviをN2
O5ヒ反応させた。いくつかの生成物の複@記一般的方
法(A)を用いて化合物XxX■をN2O5と□反応さ
せた。反応は速やかに起り、ジニトロ尿素誘導体XLI
I[を得た。該誘導体は直らに加水分解し、第1ニトラ
ミン、例えば化合物X L IVが得られた。
@記一般的方法(A)に従い化合物XLVIをN2O5
と反応さぜ、反応メ媒体中では溶解しない粘性油を得た
。溶媒(この中には溶質は残存していないことを確認し
た)を静かに注ぐと、吸湿性固体が得られ、これ斃を直
ちに分光学的に検定した。この固体は複数の化合物の混
合物であることが判明し〆、そのうちの1つが公知の対
応するニドラミ>mL■であると同定された。
一般的方法(A)に従い、化合物XLVIをN2O5と
反応させ、タフィ(torree)の粘稠度を有する赤
色の粘性油を得た。このhplcから、これが10以上
の成分を含有していることが判明した。
このうちの1成分は対応するニドラミ>M+ヒような化
合物XLIXの異形であると同定された。
一般的方法(A)に従い、化合物LXXVとN2O5と
を反応させ流動性無色油を得た。これはニトラミ:ヂi
ム−gONo2C82Cl−1□0ト12N <NO2
) CI−!2 CH2CN (L X XVII) 
T:すると同定された。
上記実施例6と類似の方法で化合物L X X Vlを
N2O5と反応さぜ、粘性で半結品性ガラスを得た。こ
れは新規なトリアルキルトリニ1〜ロメラミン誘導体0
3N3 (N(NO2)CH2CH2CH2ONO2)
3 (LXX■)であると同定された。
LXXXをCDCl3中のN 205 (6,6mol
)とメ°−′   反応させた。細かい白色固体生成物
を分離し、P別し、少量の溶媒で洗浄し、乾燥させて、
2.2.4.4.0.6−へ1−クー1〕スー(2′ 
−とたく即ち、l−IMXよりら刺激性(30nSit
iVO)が強い)。
1皇1」り辷り4土り」違2へ叉裏 以下の実施例では、多数の特定エポキシドに用いた一般
的反応条件を示す。より詳細な反応条件及び生成収率は
表9(a)及び9(b)にまとめて示す。これらの反応
生成物のいくつかについて、その特性を表10に示す。
17.1監エエ上2 N205と反応させた。生成物はエチレングリコール(
CL)のジ硝酸エステル。収率98%。
いくつかのテストでは、酸化エヂレンが微61の前記の
一般手順(B)の後続酸イ乙ステップを省略した丁順を
用い、種々の溶媒中で種々の反応体光及び温度で酸化エ
チレンをN2o4と反応させた。使用条件を表9(a)
に要約する。これらの反応で得られた実質的に中独の1
成物をIR及び安定な隣り合う亜硝酸−硝酸エステル0
2NO−CH2−CH2−ONOの回収プロセス中で加
水N2O4をエポキシドに添加するよりもエポキシド1
N2o4+(ゆっくりと添加したほうが、回ましくない
ダイマー及びオリゴマー汚染物の形成が抑制されること
が知見された。
また、気相中(即ち溶媒を存在させずに)酸化エチレン
をN2O4と反応させた。使用条イ′1はやはり表9(
a)に要約されている。
ジクロロメタン溶媒を用いエポキシド対N2O4のモル
比1:1で反応温度O℃にして復続酸化ステップを省略
しないでテストを行なった。
れ、(EGMNベース)収率は98%で副反応の徴候は
皆無であった。従って、生成物は実質的に非汚染状態で
ある。この手順は、この生成物を得るための容易で順当
な手順であると25えてよい。
過剰の均質有1!1?lI化剤(m−クロO過安患香酸
MCPBA)を使用するときにもEGDNが有意量で発
生したく収率的10%)。
しかし乍ら、生成物はm−クロロ安息香酸、未変化のM
CPBA及び恐らくは副反応生成物で汚染されていた。
これらはいずれb E G D Nからの分離が難しい
18、酸化プロピレン 一般手順(A)を用いて酸化プロピレンを質はGLC分
析で単一ピークを示し、その保持時間はプロパン−1,
2−ジオールの混合酸ニド0化奪 た。物理的特性はこの公知化合物の公表データと一致し
た。
ンは市販サンプルを使用した。1−エン及び2−エンの
酸化物は双方とも、−・般手順(A)でN2O5と反応
させると対応する隣合うジ硝酸工の極めて高い単離効率
(夫々98%及び97%)を示した。双方の生成物のG
 L、 C分析Cは単一ピークが生じ、保持時間は対応
するジオールの混合酸ニド11化生成物の保持時間に等
しい。これらの物質の分光スペクトル分析及び物理デー
タを純サンプルの値及び公表値と比較し、構造及び純度
を確認し 1こ 。
20、酸化n−ベント−2−エン(CI)ベント−2−
エン(シス/トランス)からm!Jした酸化n−ベント
−2−エンを一般手順(A)を用いてN2O5と急激に
反応させ(′ダ℃で1θ分11)’HNMRスペクトル
にエポキシシグナルが物t1は予想通りの’HNMR及
びIRスペクトルを示し、GLC分析で単一・ピークを
生じた。
エン 酸化n−へ=j tンの3つの位置異性体全部を対応す
るヘキセンから調製した。一般手順(A)によるN2O
5との反応はいずれの場合にも速やかに生じ、対応する
隣位ジ硝酸エステルCLV、CL V[及びC1−■が
90%を上回る収率で得られた。
クロマトグラフ及び分光スペクトルのデータを対応する
ジオールの混合酸ニトロ化で調製された純サンプルのデ
ータと比較するとこれらが等しいことが判明した。物理
的データについてし同様であった。
22、   シ ロへキセ゛ 一般手順(A>による酸化シクロヘキセンとN2O5と
の反応は実質的に定量的であり、検出可能な不純物を含
まないシクロヘキセン−1,2−の純サンプルを調製し
、生成物の同定に使用した。
23、酸化スチレン 一般手順(A)で酸化スチレンをN2 C5と反質の公
表データが存在しないので、’HNMR及びIRスペク
トル分析で同定した。
GLC軌跡に急峻な単一ピークが出現したので純粋であ
ることが判明した。
24、 ILL囚±及△ン 一般手順(A)で酸化スチルベンとN205とを反応さ
せたときの生成物はGLC分析で細い′IIi、   
1 一ビークを生し、 HNMR分析からは生成物が予想通
りの1.2−ジフェニルエタン−1,2−ジこの化合物
の公表データはなかった。
単離効率〉95% 25、エビクロロヒドリン 一般手順(A)によるエビクロロヒドリンとN2O5と
の反応は迅速且つ順当に進行し、GLCで証明される単
独生成物を生じた。生成物は1HNMR及び親ジオール
の従来の混合酸ニド(CLXI)と同定された。
26、グリシドール グリシドールはエポキシドに加えてヒドロキシル配位子
をもつので、式 による化合物の完全ニトロ化には、生成される硝酸が反
応に参加しないと想定すると、最低2:1の化学m論が
必用であった。この完全ニトロ化反応の生成物はニトロ
グリセリン(NG)(CLCXII)である。
この化学量論的条件下でN2O5との反応は一般手順(
A)で迅速円滑に進行しNGを定石的に生成した。生成
物を純サンプルとの比較によって同定する。
等モル化学量論で反応を行なうと、単独生成物が極めで
高い収率(92%)で得られた。これは、れた。しかし
乍らこの場合、エポキシドが常に過剰に存在することを
確保するために一般f、順(A)を変更し、反応体の正
常混合順序を逆にして、N2O5溶液をグリシドール溶
液に添加した。
27、ブタジェンモノエポキシす 一般手順(A)を用いて前記の如くブタジェンUノエボ
ギシドをN2O5と反応させた。
生成物は3.4−ブテンジオールジ1irI酸Xエステ
ル(CL X IV )であった。
28、ブタジエンジエポキシド (a)  一般丁順(Δ)を用い2官能種たるブタジエ
ンジエポキシドをN2O5と化学量論1:2で反応させ
た。反応は迅速円滑であり、GLCで同定された単独生
成物が極めて高い収率で得られった。その物理的特性を
公表データと比較した。
次に一般手順(A>を用い等モル過のブタジエンジエポ
キシドとN2O5とを反応させた。但しこのテストでは
N2O5をエポキシドに添加した。
この場合にも反応は迅速円滑で単独生成物(GL(CL
XVI)と同定された。
29、エボギシ化トITPB 前記の如く調製したエポキシ化HTPBの各サンプルを
、以下の手順でN 205と反応させた。
(a)  未反応エポキシ基を除−しない生温度計と撹
拌器と塩化カルシウム保Wi管とを備えた乾燥三つ首丸
底フラスコで、50gのエポキシ化HT P Bを20
0dのジクロロメタンに溶解した。
フラスコを一10℃に維持したアセトン/固体CO2浴
に浸漬した。エポキシド基との完全等モル反応に必要な
計C1のN2O5(1−ITPBが正確に20%エポキ
シ化しているとき18.9g>を100dのジクロロメ
タンに溶解し、無湿度状態で反応容器にゆっくりと添加
した。添加の終了後、冷浴を除去し、反応容器を室温に
戻した。次に過剰量の炭酸水素ナトリウム水溶液を反応
混合物と20分間撹拌し、酸度を完全に除去して溶液を
濾過した。
を最低24時間維持して溶媒の最終痕跡量を除去した。
生成物は空中酸化し易いが、−20℃の開栓容器で有意
な劣化を生じることなく長期間(数11月)保存し得る
た生成物は、ある程度のN2O5が式 %式%) ににってI−I T P Bの主鎖の二重結合と反応し
たので、エポキシ化以前の出発HT P G中に存在覆
る二車結合の約4%の残留エポキシドレベルを有するこ
とが判明した。
これは、生成物が、約18%の隣位のジ(硝酸エステ/
l/) +CI (ON 02 ) CH(ON O,
)六基と約2%の隣位のC−ニトロ−C−硝酸エステル
−+Cl−1(No2)CH(ONO□)千基と約4%
のエポキシド基とを含むニトロ化1−1 ’r P B
に実験式的に等価であることを意味する(全てのパーセ
ンテージは出発1−I T P B中の二重結合の数に
関係し、2つの官能基は1つの二車結合の破壊に置換す
るつJ液体生成物が以後、イソフォロンジイソシアネー
トとMmよく反応するので(実施例29(d)参照)、
(−01−1)末端基が未反応で残っていると推定され
る。
エポキシ化1−I T P B中のエポキシド及び二重
結合の全部と完全等モル反応を行なうために必要位ジ(
lirI酸エステル)すと(100−X)%の隣位C−
ニトロ−〇−硝酸エステル基[式中、Xは出発1−I 
T P Bエポキシ化の程度を示すパーセンテージ]と
を含む高庶に二1・0化したポリマーが1!7られた。
生成物中の残留−OH基の存在は検査しなかった。
ニトロ化ポリマーの分析によれば、N2O5反応以後に
も、ニトロ化プロビスで使用した反応体の化学量論に依
存するレベルのエポキシド基が常に残存していた。かか
る基はある種の潜在的技術的用途に対する生成物の使用
の障碍になるので、ポリマーにいかなる彩管も与えない
で残留エボ1−シト括を破1sする技術が必要になる。
これに関しては、ポリマーと調節計の硝酸との反応が有
効であることが実験によって判明した。
また、エポキシド除去が必要なときは以下の方法−(C
H(OH)CH(ONO2) )−前記実施例aに記載の炭酸水素ナトリウム添加以前
に、少量溶液リンプルを取出して中和し溶媒除去する。
RRJ aV (A nalyt、 Chem、 (1
964)。
36.667)の方法でエポキシド含7aを決定し、残
留バルク溶液中の残留エポキシドに秀モルの硝酸化を計
停した。次にこの値の10%過剰旦を10%硝酸として
反応混合物に)9人し、全体を10分間撹拌した。ニト
ロ化HTPB中の二車結合が元のままで残るような反応
条件を用いた。次に溶液を中和し実施例29aで記載し
たように液体生成物を単離し憶 た、20%エポキシ化HT P Bからこの手順で調膣
した生成物は、出発HTPB中の二重結合の数の0.1
%未満のレベルの残留エポキシドレベルを含んでいた。
従って生成物は、平均的に(HTPBが鎖当り約50ブ
タジエン単位をもつと想定した場合)、■当り2つの追
加ヒドロキシル基を含み、従って、その−〇H官能価は
出発HT P Bの約2倍゛Cあった(平均官能価: 
 2.2)。この官能価の増加の結果として、生成物の
粘度は、20%上ポ1°シ化1−I T P Bから実
施例29aの方法で調製されたときにすb増加していた
技術で常用のイソシアネート硬化手順の使用適性を決定
するために、I−I T P Bと実施例19aの20
%二1へ[1化生成物とに関して比較実験を行なった。
従って、合格品質のポリウレタンゴムを生じたバの ラメータの伯を知るために双方I材料を以下の如く試験
した。
液体ポリマーを60℃に予熱し、イソフAロンジイソシ
アネート(IPDI)とへらで混練した。
混合物を減圧脱気し、寸法2!l#l#l X 50g
 X 2履のPTFE金型に注入した。次に、充填した
金型を90℃の炉で18時間加熱し、得られたエクス1
〜マーを取出して検査した。IPDIの種々の相対濃度
で実験を繰返した。
II I−P Bの最適等量比(OH/ N G O>
は1.0であった( OH3吊がQ、7rJ当遺/9の
とき)。
この(IC1を右怠に上回る値又は下回る値のときに得
られたゴムは等モル比で得られた合格品質の生成物と対
称的に顕著な粘着性を有していた。重量増加を別にして
二1・0化によってゴムの○H含Mが不変であるという
確かでない仮定に暴くと、同じ当fil比のニトロ化物
質で同様の観察が得られた。′従って、20%二1〜ロ
化I+ 1’ r’ [3は未改質LI T P Bで
得られる条件下でIPDIと共に有効に硬化すると想定
できる。
最適のIPDI−硬化20%ニトロ化)ITPBは以下
の特性を示した。
ガラス転移温度(T!II)ニー31℃分解熱(H) 
    : 260cal/a自然発火温度    :
155℃ 燃焼熱       : 9030cal/(1これら
の特性(Vlに低いTg値)は、この硬化生成物が固体
ロケット推進薬中の結合剤に適し−(PBのニトロ化度
が初期二重結合全体の約25%をこえないことが好まし
い。
IRデータ 液体    1640     164ONMRデータ 6           4、9(d、 4)    
      4.9(d、 4)(pI)Ill)  
       5.8(m、 1)       5.
8(m、 1 )IRデータ 液体    3400     340ONMRデータ d            2.1(m、 2)   
      2. IIn、 2)(DI)m)   
    3.7(brs、1 ) ”    3.7(
brs、1ビ4.6 (d、2)         4
.6 (d、2)5.4(m、1)         
5.4(m、1)R,1,(n  )        
1.458          1.458−17)2
−り 液体    1640     164ONMRデータ d            4.2(d、21    
     4.2(d、2)(ppm)       
     5.1 (Qr、 1 )        
5.1 (Qr、 l)5、8(m、 2 )    
     5.8(1n、 2 )(D)プロパン−1
,2−ジA−ルジ硝酸鋭エステIL/11クデータ 液体    1640     164ONMRデータ d            1.8(d、3)    
     1.8(d、3)(ppl        
   4.7(m、 2)         4.7(
m、 2)5.4(m、1)         5.4
(m、1)(以下余白) 酸化窒素とオキヒタンとの「。
以下の実施例では、手順(△〉をある程度修正した1)
法を用いて行なったN2O5と種々のオキセタンとの反
応について記載する。
より詳細な反応条件と生成物の収率を表11にまとめる
。これらの反応の生成物の特性を表12及び表13にポ
リ。
30、第4ニヒタン(CXx) N、 05(2,17tJ、約20ミルしル)のCH2
CI 2  (30ae)溶液にオキセタン(0,90
g。
15.5ミリモル)のCl−12CR2(10d)溶液
を5〜10℃(水浴)で撹拌しながら25分を要して−
;^ずつ添加した。混合物を10℃で45分間撹拌し、
氷水に入れ振盪して有機相を抽出し、希 NLHCO3溶液で洗浄しMgSO4で乾燥した。
得られた。これを1日 NMR及びIRスペクトルで同
定し、GLCで純リンプルと比較した。この物質の純度
は〉95%(18NMR)であった。
31.3.3−ジメブルオニ1t7タン C実施例30
の方法で温度を15℃以下に1i祐し撹拌を更に3時間
維持するように修正した方法でこのオキセタン(1,2
9g、 15ミリモル)のCH2012溶液をN2O5
(20ミ!Jモル)t’処(2,12g、73%)が得
られた。これを18  NMR及びIRスペクトルで同
定した。この物質のGに加えてより長い保持時開の不純
物(恐らくオリゴマー)が存イ〔することを示J。純リ
ンプルとの比較によってこの実施例の生成物の純度は6
5〜70%と推定される。
実施例31の方法でこのオキセタン(10ミリモル)を
N2O5で処理した。処理後、純リンプルとのスペクト
ル(11I NM[<及びIR)及びGLcの比較によ
って生成物が2.2− (ペンタメチレン)−プロパン
−1,3−ジオールジ硝酸XエステIしくCLXXXI
I)(2,019,86%) であ’bことを釣 同定した。GLCによれば、生成物は、$75%!1!
麿であり、残りはオリゴマーであると推定される。
N205  (0,60g、  5.5ミリモル)のC
DCj3 (15m)溶’a ニコ(7) A’ ”I
” ’L! タン(0,!10’J、  0.4ミ!J
−11Lz)(7)CDCj3  (7〜8Illり溶
液を一5℃未満の温度を@#持しつつ5分間で−滴ずつ
添加覆る。混合物を一り℃〜O′cfで100分間党痒
し、次にナンブルを取出して ’l−I  NMRt=
分析した。NMRスペク1〜ルによれば;4 :j: 
tタン環が開裂されてJ3す(14及び51111mの
間で修正シグナル再配列)、新しいミツドフィールドダ
ブレボ売 0℃〜5℃fで1時間撹拌を4=にし、次に混合物を実
施例30に記載の如く処理して、淡黄色油状生成物0.
41(Jを得た。これは’HNMR及びIR宕 シjrf  )’l  実効数’tNj O,191z
 (21% ) テM ツタ。
IR及び’l−I  NMRスペクトルを純tナンブル
的な中〜弱の吸収ピークを示づが、’HNMRスペクト
ルはカルボキシレートプロトンに由来1−る弱いグウン
ノ(−ルドシングレッ1−(Jll、3・服 1)I)In)を示した。これらの観察は、酸化〆副反
応で生じた少(11のカルボギシル化合物がUl’l 
A!2玉スj゛ルに混入した結果と一致する。内部標準
としてジー(n−ブブ・ル)フタレートを用いl純り°
ンプルと比較することによってIl!度をHPLCで定
損的に検定した。
N2O5(15,7ミリモル)のCt12 C112(
25d)溶液にこのオキセタン(4ミリモル)のCHC
F2溶液を一10℃で8分間(−滴ずつ添加した。添加
中に顕著な温度変化を示さない混合物を0〜5℃に温め
ながら30分間撹拌した。混合物をこの温度に維持して
更に15分間撹拌した。全部で28時間俊に、混合物を
実施例30に記載の方法で処理して、メトリオールトリ
ニトレートMTN(c),XXXrV)  (0,90
g、収率88%) ヲif4り。
IR及び’l−I  NMRスペクトルでこの生成物を
純リンプルと同定した。最終生成物中に混入物は検出さ
れなかった。
実施例30〜34と同様にして商業的に重要な以下の物
質を一般手順(A)又tよ同様の手順によって調製しt
7る。
(1)  モル比2:1以上のN2O5と3−とドロキ
シエタン(CXXV)とからニトログリセリン(CLX
、lT[)。
らペンタ」ニリトリトールテトラニトレートPETN 
(CLXXXV)。

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複素環1個当たりの原子数が4個までで周期表の
    第Vb族および第VIb族から選択されたヘテロ原子Xを
    2個まで含有している炭素をベースとする置換または非
    置換の複素環式化合物からなる複素環式張力環化合物を
    、四酸化二窒素および五酸化二窒素から選択された酸化
    窒素と反応させて開環した生成物を得ることからなり、
    酸化窒素が四酸化二窒素の場合には、得られた生成物中
    の1個以上の¥X¥−ニトロソ置換基を酸化して1個 以上のX−ニトロ置換基とすることを特徴とする高エネ
    ルギー材料の製造方法。
  2. (2)複素環式張力環化合物がオキシラン類、オキセタ
    ン類、アジリジン類およびアゼチジン類の群から選択さ
    れ、Xが酸素または窒素であり、¥X¥−が¥O¥−ま
    たは¥N¥−であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の方法。
  3. (3)張力環化合物の複素環核上の炭素原子の少なくと
    も1個、好ましくは2個以下が置換されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載の方
    法。
  4. (4)少なくとも1個の炭素原子が、ハロ(好ましくは
    クロロ)、ニトロ、シアノ、ヒドロキシ、アジド、第一
    級アミノ、または一価もしくは多価で炭素と相容性のあ
    る有機基からなる少なくとも1個の基によって置換され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の
    方法。
  5. (5)炭素と相容性のある有機基が、(a)置換もしく
    は非置換の芳香族基、好ましくは置換もしくは非置換の
    フェニル、フェニレン、もしくは単環式複素芳香族基、
    (b)置換もしくは非置換の脂肪族基、好ましくは炭素
    原子を10個までで含有する置換もしくは非置換のアル
    キル、アルコキシル、アルケニル、アシル、アルデヒド
    、ケト、第二級もしくは第三級アミノ、アミド、エーテ
    ル、カルボン酸エステル、カルボン酸もしくはアルキニ
    ル基、または(c)置換もしくは非置換の脂環式基、好
    ましくは炭素原子を4〜8個含有する置換もしくは非置
    換の同素環式基、もしくは環原子を3〜8個含有する置
    換もしくは非置換の複素環式基であることを特徴とする
    特許請求の範囲第4項に記載の方法。
  6. (6)複素環式張力環化合物がN−置換アジリジンまた
    はN−置換アゼチジンからなり、その複素環式張力環核
    の炭素原子が置換されていてもよいことを特徴とする特
    許請求の範囲第2項〜第5項のいずれかに記載の方法。
  7. (7)N−置換アジリジンまたはN−置換アゼチジン上
    のN−置換基がハロ(好ましくはクロロ)、ニトロ、シ
    アノならびに一価および多価でN−相容性の有機基で構
    成される群から選択されることを特徴とする特許請求の
    範囲第6項に記載の方法。
  8. (8)N−相容性の有機基が、(a)置換もしくは非置
    換の芳香族基、好ましくは置換もしくは非置換のフェニ
    ル、フェニレン、トリアジニル(−C_3N_3H_2
    )もしくはシクロトリホスファザ−1,3,5−トリエ
    ニル(−P_3N_3H_5)基、(b)置換もしくは
    非置換の脂肪族基、好ましくは炭素原子を10個までで
    含有するアルキル、アルコキシル、アルケニル、アルデ
    ヒド、ケト、アシル、エーテル、アルコキシカルボニル
    、第二級もしくは第三級アミノ、アミド、オキサミド残
    基(−COCONH_2)もしくはグアニジン残基(−
    C(NH_2)=NH)、または(c)置換もしくは非
    置換の脂環式基、好ましくは炭素原子を4〜8個含有す
    る置換もしくは非置換の同素環式基、もしくは環原子を
    3〜8個含有する置換もしくは非置換の複素環式基であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第7項に記載の方法
  9. (9)複素環式張力環化合物が、置換または非置換のエ
    ポキシ化シクレンからなり、好ましくは、シクレン環上
    に環炭素原子を2m個、炭素−炭素二重結合を1〜m個
    (mは2〜6)含有するシクレンに対応する化学構造を
    有し、このシクレンの1〜m個のエチレン性不飽和基が
    各々エポキシ基によって置き換えられているエポキシ化
    シクレンからなることを特徴とする特許請求の範囲第3
    項〜第5項のいずれかに記載の方法。
  10. (10)複素環式張力環化合物が1,2−エポキシシク
    ロヘキサン、1,2,3,4,5,6−トリエポキシシ
    クロヘキサン、および1,2,5,6−ジエポキシシク
    ロオクタンからなることを特徴とする特許請求の範囲第
    9項に記載の方法。
  11. (11)複素環式張力環化合物が1個以上の基で置換さ
    れたオキシランまたはオキセタンからなり、これらの基
    の少なくとも1個が、適当な硝化剤(好ましくはN_2
    O_5)と反応したときに硝酸エステル基に変換し得る
    少なくとも1個の一価オキシ(好ましくはヒドロキシ)
    基によって置換された炭素と相容性の有機基からなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項〜第5項のいずれ
    かに記載の方法。
  12. (12)複素環式張力環化合物1モルにつき少なくとも
    a^1モル、好ましくは少なくとも(a^1+a^2)
    モルの酸化窒素、好ましくはN_2O_5を反応させる
    (ただし、a^1は複素環式化合物1分子当たりのオキ
    シランおよび/またはオキセタン核の総数を表わし、a
    ^2は複素環式化合物1分子当たりの前記オキシ基の総
    数を表わす)ことを特徴とする特許請求の範囲第11項
    に記載の方法。
  13. (13)複素環式張力環化合物がグリシドールまたは3
    −メチル−3−(ヒドロキシメチル)オキセタンのいず
    れかであることを特徴とする特許請求の範囲第11項ま
    たは第12項に記載の方法。
  14. (14)複素環式張力環化合物が、置換または非置換の
    オキシラニルおよび置換または非置換のオキセタニルか
    ら選択された少なくとも2個の基を含有しており、好ま
    しくはこれらの基が同一であることを特徴とする特許請
    求の範囲第2項〜第5項および第9項〜第12項のいず
    れかに記載の方法。
  15. (15)複素環式張力環化合物が、スピロ環式ビオキセ
    タン、ブタジエンジエポキシド、またはエポキシ化した
    エチレン性不飽和ポリマーからなるポリエポキシドから
    なることを特徴とする特許請求の範囲第14項に記載の
    方法。
  16. (16)エポキシ化したエチレン性不飽和ポリマーが、
    2〜50%エポキシ化され末端にヒドロキシをもつポリ
    ブタジエンからなることを特徴とする特許請求の範囲第
    15項に記載の方法。
  17. (17)複素環式張力環化合物が、置換または非置換の
    N−アジリジニルおよび置換または非置換のN−アゼチ
    ジニル基から選択された少なくとも2個の基を含有して
    おり、好ましくはこれらの基が同一であることを特徴と
    する特許請求の範囲第6項〜第8項のいずれかに記載の
    方法。
  18. (18)複素環式張力環化合物が多置換の芳香族化合物
    からなり、その芳香核上の少なくとも2個の置換基が張
    力環複素環式基Aであり、これらの基Aがそれぞれ置換
    または非置換のオキシラニル、置換または非置換のオキ
    セタニル、置換または非置換のアジリジニル、および置
    換または非置換のアゼチジニル基から独立に選択され、
    好ましくは同一であることを特徴とする特許請求の範囲
    第3項〜第8項のいずれかに記載の方法。
  19. (19)複素環式張力環化合物が一般式 I またはII:
    ▲数式、化学式、表等があります▼ I ▲数式、化学式
    、表等があります▼II [式中、Aは特許請求の範囲第18項で定義されたとお
    りで、好ましくは置換または非置換のN−アジリジニル
    であり、xは2〜4の整数、yは0または1から(6−
    x)までの整数、Zは原子価nの原子であり、n^1は
    4または5、zは2から3(n^1−3)までの整数で
    ある]の多置換芳香族化合物からなることを特徴とする
    特許請求の範囲第18項に記載の方法。
  20. (20)有機酸化剤(好ましくはm−クロロ過安息香酸
    )またはアゾンで処理することによって1個以上の¥X
    ¥−ニトロソ(nitrite)置換基を酸化すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項〜第19項のいずれ
    かに記載の方法。
  21. (21)複素環式張力環化合物と酸化窒素との反応を不
    活性有機溶媒中で行なうことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項〜第20項のいずれかに記載の方法。
  22. (22)不活性有機溶媒が、1種以上のハロゲン化アル
    カン類から、好ましくはジクロロメタン、クロロホルム
    、四塩化炭素およびフレオン類から選択されることを特
    徴とする特許請求の範囲第21項に記載の方法。
  23. (23)複素環式張力環化合物と酸化窒素との反応をル
    イス酸の存在下で行なうことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項〜第22項のいずれかに記載の方法。
  24. (24)炭素原子の1〜25%、好ましくは5〜20%
    が隣接する硝酸エステル基によって置換されていること
    を特徴とする硝化ポリマー。
  25. (25)ポリマーがポリジエンの硝化誘導体からなり、
    そのポリマー鎖中の炭素ブリッジ原子は、ポリマー鎖に
    沿った炭素ブリッジ原子の総数に対する割合として、1
    〜24%が下記(a)〜(f)の炭素−炭素橋かけ基の
    グループ(a)の橋かけ基内にあり、0〜24%がグル
    ープ(b)の橋かけ基内にあり、0〜24%がグループ
    (c)の橋かけ基内にあり、0〜49%がグループ(d
    )の橋かけ基内にあり、0〜49%がグループ(e)の
    橋かけ基内にあり、約50%がグループ(f)の橋かけ
    基内にあり、 (a)−(CH(ONO_2)−CH(ONO_2))
    − (b)▲数式、化学式、表等があります▼ (c)−(CH(OH)−CH(ONO_2))− (d)−(CH=CH)− (e)−(CH(NO_2)−CH(ONO_2))− (f)−(CH(R^1)−CH(R^2))− [式中R^1およびR^2はそれぞれHおよびC_1〜
    C_5アルキルから選択される] ただし、グループ(a)、(b)および(c)中のブリ
    ッジ炭素原子の総数は全体の1〜25%であり、グルー
    プ(d)および(e)中のブリッジ炭素原子の総数は全
    体の24〜49%であることを特徴とする特許請求の範
    囲第24項に記載の硝化ポリマー。
  26. (26)硝化されたポリブタジエン、ポリイソプレンま
    たはポリジメチルブタジエンからなることを特徴とする
    特許請求の範囲第24項または第25項に記載の硝化ポ
    リマー。
  27. (27)硝化され末端にヒドロキシをもつポリブタジエ
    ンからなることを特徴とする特許請求の範囲第26項に
    記載の硝化ポリマー。
  28. (28)2個以上、好ましくは3〜6個の基によって置
    換されている芳香核を含む硝化芳香族化合物であって、
    これらの基の少なくとも2個がそれぞれ一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、pおよびqはそれぞれ0または1で、(p+q
    )=1であり、Yは置換または非置換の1,M−結合し
    た直鎖のC_M−アルカン橋かけ基であり、これはqが
    1のときは二価でpが1のときは三価であり、Mは2ま
    たは3である]の硝酸エステル基Bから選択されること
    を特徴とする硝化芳香族化合物。
  29. (29)一般式IIIまたはIV: ▲数式、化学式、表等があります▼III▲数式、化学式
    、表等があります▼IV [式中、Bは特許請求の範囲第28項に定義したとおり
    であり、ただしqは好ましくは1、Mは好ましくは2で
    あり、xは2〜4の整数であり、yは0または1から(
    6−x)までの整数であり、Zは原子価がn^1の原子
    であり、n^1は4または5であり、Zは2から3(n
    ^1−3)までの整数である]を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第28項に記載の硝化芳香族化合物。
  30. (30)少なくとも1個のエポキシ基と少なくとも1対
    の隣接する硝酸エステルで置換されたメチレン基とを含
    有する硝酸エステル。
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