KR102619242B1 - 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(ndnt) 유도체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 ndnt 유도체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법은, 하기 반응식 1 단계를 포함하는 에틸 2-(2-메틸-1,3-다이옥산-2-yl)아세테이트(MDA) 및 N-메틸-N’-나이트로구아니딘(NMNG)를 합성하여 2-(2-(2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)아세틸)-N'-나이트로하이드라진-1-카복시이미다아마이드(MNCA)을 획득하는 단계; 하기 반응식 2 단계를 포함하는 상기 MNCA로부터 N-(3-((2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)메틸)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라마이드(MDTN)를 획득하는 단계; 하기 반응식 3 단계를 포함하는 상기 MDTN으로부터 N-(3-(2-옥소프로필)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라아마이드(NTNA)를 획득하는 단계; 및 하기 반응식 4 단계를 포함하는 상기 NTNA로부터 N-(3-(1,1-다이나이트로-2-옥소프로필)-1H-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라마이드(DOTN)를 경유하여 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체를 획득하는 단계를 포함한다:
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상기 반응식 4에서, X는 NH4 또는 NH3OH임.

Description

3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 유도체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 NDNT 유도체{METHOD FOR PREPARING SALT DERIVATIVES OF 3-DINITROMETHYL-5-NITRAMINO-1,2,4-TRIAZOLATE(NDNT), SALT DERIVATIVES OF 3-DINITROMETHYL-5-NITRAMINO-1,2,4-TRIAZOLATE THEREBY}
본 발명은 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 유도체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 NDNT 유도체에 관한 것이다.
민간과 군 분야에서 쉽게 만들 수 있고 보관 및 이동, 충진 등 취급상 안전하며 성능이 우수한 화약에 대한 요구가 지속되고 있다. 기존에 사용되고 있는 TNT나 RDX, HMX, CL-20과 같은 화약들은 높은 성능을 나타내고 있으나, 유독하고 자극에 아주 민감하며 합성경로가 복잡하고 길다는 문제점이 있다.
최근, 이러한 화약을 대체할 만한 물질로써 기존 화약의 고성능을 유지 또는 향상시키면서도 화약의 사용 및 운반 시 높은 안정성 확보가 가능한 신규 고에너지 물질을 합성하는 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 트리아졸 골격구조를 갖는 C-아미노-1,2,4-트리아졸 (C-amino-1,2,4-triazole) 유도체에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. C-아미노-1,2,4-트리아졸 골격구조는 고에너지 물질 연구 분야뿐만 아니라, 살충제 합성 분야 및 의약품, 염료, 포토그래픽 물질, 항균 물질, 폴리머 연구 분야 등에서 널리 사용되는 골격구조이다. 이 골격구조는 아민기의 질소를 포함한 고리 내 질소원자가 친핵성 반응성을 가지고 있어 친전자성 물질과의 높은 반응성을 갖는 특징을 가지고 있다. 그러나 한편으로는 각 친핵성 질소원자 간 반응 선택성이 낮아 친전자성 시약과의 반응에서 선택성의 문제를 갖고 있다. 또한, 합성 공정 상 생성되는 고질소 함량을 갖는 부산물 자체의 폭발성 위험을 항상 수반하기 때문에 이러한 부산물을 최소로 할 수 있는 제조방법 개발이 매우 필요하다.
Shreeve 교수 그룹은 2017년 Chemical A European Journal에 신규 고에너지 물질 NDNT에 대한 합성법 및 물리화학적 성질 분석결과에 대해 보고했다. NDNT는 트리아졸 골격구조의 높은 생성열과 ring strain, 높은 에너지 방출과정에 따른 분해과정에서 상대적으로 친환경적인 질소 부산물이 생성되는 장점을 갖는다. 현재, NDNT는 열적 안정성과 충격 안전성 및 폭발 성능이 우수하여 차세대 고에너지 물질로 주목받고 있다.
Chemical A European Journal 2017, 23, 9185-9191에서는 다음과 같은 두 가지 서로 다른 제조 방법을 보고하였다.
첫 번째 제조방법은, 다이에틸 말로네이트 (dimethyl malonate)와 하이드라진 하이드레이트 (hydrazine hydrate)를 에탄올 하에서 반응시켜 얻은 에틸 3-하이드라지노-3-옥소프로파노에이트(ethyl 2-hydrazino-2-oxopropanoate; ECH)와 N-메틸-N’-나이트로구아니딘(N-methyl-N-nitroguanidine; NMNG) 중간체와의 치환반응을 통해 에틸 3-(2-아미노(나이드로이미노)메틸)-하이드라진니-3-옥소프로판오네이트 (ehthyl 3-(2-amino(nitroimino)mehtyl)-hydrazinyl-3-oxopropanoate)를 얻고, 수산화나트륨 (sodium hydroxide)과 물 용매를 통한 가열 조건에서 고리화 반응을 진행하고 진한 염산을 통해 중성화 반응을 통해 에틸 2-(5-(나이트라미노)-1수소-1,2,4-트리아졸-3-닐)아세테이트(ethyl 2-(5-(nitramino)-1H-1,2,4-triazol-3-yl)acetate)를 얻는다. 이후, 0 ℃ 온도조건에서 진한 황산과 진한 질산 하에서 나이트로기화 반응을 진행하고 에탄올 용매 하에서 염기 시약과의 염화 반응을 진행하여 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트 염 유도체 (Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT)을 획득한다.
두 번째 제조방법은, 에틸 2-(5-아미노-1수소-1,2,4-트리아졸-3-닐)아세테이트 중간체로부터 0 ℃ 온도조건에서 진한 황산과 진한 질산 하에서 나이트로기화 반응을 진행하고 에탄올 용매 하에서 염기 시약과의 염화 반응을 진행하여 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트 염 유도체 (Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT)을 획득한다.
New Journal of Chemistry 2017, 41, 3068-3072에서는, 2-(5-아미노-1수소-1,2,4-트리아졸-3-닐)아세틱 산 (2-(5-amino-1H-1,2,4-triazol-3-yl)acetic acid; ATA)으로부터 0 ℃ 온도조건에서 진한 황산과 진한 질산 하에서 나이트로기화 반응을 진행하여 3-트라이나이트로메틸-5-나이트라미노-1수소-1,2,4-트리아졸 (3-trinitromethyl-5-nitramino-1H-1,2,4-triazole) 중간체를 얻고, 이후 실온에서 메탄올 용매 하에 염기 시약으로 하이드라진 하이드레이트 (dihydrazine hydrate)와 염화 반응을 진행하여 다이하이드라지니움 3-다이나이트로메틸-5-나이트라미노-1,2,4-트리아졸레이트 (dihydrazinium 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazoleate) 염을 획득한다.
상기 NDNT 염 제조방법은, Chemical A European Journal 2017, 23, 9185-9191에서 제시한 두 가지 서로 다른 제조 방법 중, 첫 번째 제조방법은, 출발 물질로 사용되는 에틸 3-하이드라지노-3-옥소프로파노에이트 (ECH)의 합성 단계의 합성 수율이 참고문헌 상 실제 30% 내외로 매우 저조하여, 이로부터 합성되는 중간체인 에틸 3-(2-아미노(나이드로이미노)메틸)-하이드라진니-3-옥소프로판오네이트를 경유하는 전체 합성 공정까지의 전체 합성 수율이 매우 낮고, 분석하기 어려울 뿐만 아니라 그 자체만으로도 폭발위험을 내재된 고질소 함량의 부산물이 다량 생성되어 합성 공정 상 매우 위험하고, 두 번째 제조방법은 문헌 상 합성 공정의 마지막 단계인 나이트로기화 반응 및 염화 반응의 합성 수율이 12% 이내로 매우 저조하다는 단점이 있다. New Journal of Chemistry 2017, 41, 3068-3072 문헌에서 제시한 제조 방법은 합성 중간체인 3-트라이나이트로메틸-5-나이트라미노-1수소-1,2,4-트리아졸 물질이 다량의 나이트로 작용기를 가지고 있어 자체만으로 고에너지 물질로써 폭발의 위험성을 내재하고 있어 합성 공정 상 취급의 어려움을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 합성 수율을 향상시키고, 폭발 위험성을 차단하여 합성 공정 상 위험요소를 방지하고, 각 합성 단계의 중간체의 물질 안정성을 높여 취급 시 안정성이 확보되는, 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 유도체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 NDNT 유도체를 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT) 염 유도체의 제조방법은, 하기 반응식 1 단계를 포함하는 에틸 2-(2-메틸-1,3-다이옥산-2-yl)아세테이트(ethyl 2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetate; MDA) 및 N-메틸-N’-나이트로구아니딘(N-methyl-N-nitroguanidine; NMNG)를 합성하여 2-(2-(2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)아세틸)-N'-나이트로하이드라진-1-카복시이미다아마이드(2-(2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetyl)-N'- nitrohydrazine-1-carboximidamide; MNCA)을 획득하는 단계; 하기 반응식 2 단계를 포함하는 상기 MNCA로부터 N-(3-((2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)메틸)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라마이드(N-(3-((2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; MDTN)를 획득하는 단계; 하기 반응식 3 단계를 포함하는 상기 MDTN으로부터 N-(3-(2-옥소프로필)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라아마이드(N-(3-(2-oxopropyl)-1H-1,2,4- triazol-5-yl)nitramide; NTNA)를 획득하는 단계; 및 하기 반응식 4 단계를 포함하는 상기 NTNA로부터 N-(3-(1,1-다이나이트로-2-옥소프로필)-1H-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라마이드(N-(3-(1,1-dinitro-2-oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; DOTN)를 경유하여 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체를 획득하는 단계를 포함한다:
[반응식 1]
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Figure 112023088748329-pat00033
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상기 반응식 4에서, X는 NH4 또는 NH3OH임.
일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 치환 반응으로, MDA와 물 혼합 용액에 실온에서 상기 NMNG를 적가하며, 10분 내지 30분 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 상기 MDA 기준으로 1 내지 1.5 당량의 NMNG를 사용하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 60 ℃ 이상의 온도에서 6 시간 내지 24 시간 동안 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 실온으로 냉각한 후, 생성된 고체를 감압여과 및 건조하고, 30% 이상의 수율로 MNCA를 획득하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 고리화 반응으로, 물과 MNCA를 실온에서 교반한 MNCA 수용액에 실온에서 수산화나트륨 수용액을 넣고 100 ℃ 이상의 온도에서 2 시간 내지 4 시간 동안 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 반응 종결된 반응 용액을 실온으로 냉각 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 실온에서 반응 용액에 진한 염산을 적가하여 pH 1 내지 2를 만드는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 반응 용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출 과정을 통해 유기 용액을 얻는 것이고, 추출한 상기 유기 용액을 마그네슘 설페이트 (MgSO4)를 포함하는 무수제를 사용하여 잔존하는 물을 제거하고 감압 여과 및 감압 농축, 건조를 통해 30% 이상의 수율로 MDTN을 획득하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 탈보호기화 반응으로, THF 용매 하에 실온에서 MDTN을 적가하여 10 분 내지 30 분 동안 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 1 노르말농도 염산 수용액을 실온에서 적가하고 6 시간 내지 24 시간 교반하고, 반응 용액에 pH 6 내지 8이 될 때까지 탄산수소 나트륨(NaHCO3)을 적가하여 교반하는 것이고, 상기 반응 용액에 물을 넣고 에틸 아세테이트 용매를 통해 추출과정을 통해 수용액을 얻는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 회수한 수용액에 pH 1 내지 2가 될 때까지 진한 염산을 적가하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 산성 수용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출과정을 통해 유기 용액을 얻는 것이고, 추출한 상기 유기 용액을 마그네슘 설페이트(MgSO4)를 포함하는 무수제를 사용하여 잔존하는 물을 제거하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 감압여과 및 감압 농축, 건조를 통해 NTNA 고체를 90% 이상의 수율로 얻는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT를 획득하는 단계는, 나이트로기화 반응 단계; 및 염화 반응 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 나이트로기화 반응 단계는, 반응 용기에 0 ℃ 하에서 진한 황산과 질산 칼륨(KNO3)의 혼합 용액에 NTNA를 넣고 2 시간 내지 4 시간 동안 교반하는 것이고, 상기 NTNA는 1 당량에 질산 칼륨을 3 당량 내지 4 당량 사용하는 것이고, 반응 용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출과정을 통해 유기 용액을 얻는 것이고, 추출한 상기 유기 용액을 마그네슘 설페이트(MgSO4)를 포함하는 무수제를 사용하여 잔존하는 물을 제거하고 감압 여과 및 감압 농축을 통해 NDNT을 획득하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 상기 나이트로기화 반응 단계 이후에 NDNT 염 유도체를 획득하는 단계는, 정제과정 없이 연이어 수행하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 상기 농축액을 메탄올 용매에 녹이고 0 ℃ 하에서 15 분 내지 30 분 동안 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 0 ℃ 하에서 질소가 포함된 염기 시약을 적가하고 1 시간 내지 4 시간 동안 교반하는 것이고, 상기 염기 시약은, 암모니아수 및 메탄올릭 아민 용액(metanolic amine solution) 및 하이드록시아민(hydroxylamine) 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 획득한 노란색 고체를 메탄올 용매 하에서 80 ℃ 이상 가열 조건에서 30 분 내지 1 시간 교반하고, 메탄올 용매 하에서 0 ℃ 내지 5 ℃ 냉각 조건에서 1 시간 내지 3 시간 유지하는 냉각과정을 거치는 재결정 정제법을 이용하여 여과 및 건조를 통해 상기 NDNT 염 유도체를 획득하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 50% 이상의 수율로 상기 NDNT 염 유도체를 획득하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT) 염 유도체는, 하기의 화학식 Ⅶ로 표시된다:
[화학식 Ⅶ]
Figure 112023088748329-pat00034
,
상기 X는 NH4 또는 NH3OH임.
일 실시형태에 있어서, 상기 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체는, 본 발명의 일 실시예에 따른 -다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법에 의해 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 화약은, 하기의 화학식 Ⅶ로 표시되는, 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 유도체를 포함한다:
[화학식 Ⅶ]
Figure 112023088748329-pat00035
,
상기 X는 NH4 또는 NH3OH임.
본 발명의 일 실시예에 따른 NDNT 유도체의 제조방법은, 최초 합성 공정에서 사용되는 출발물질로써 부생성물의 생성을 차단할 수 있는 선택적인 반응 자리를 갖고, 90% 이상의 높은 수율로 합성이 용이한 에틸 2-(2-메틸-1,3-다이옥산-2-yl)아세테이트(MDA)를 사용하여 전체 합성 수율을 획기적으로 향상시켜 비용절감 측면에서 우수하다. 뿐만 아니라, MDA의 하이드라진 작용기 반대편에 위치하는 아세틸 작용기를 에틸렌 글라이콜(ethylene glycol)을 사용하여 고리형 아세탈 작용기로 보호기화를 통해 카보닐 작용기 쪽의 부 반응을 막아 이후 합성 공정에서 생길 수 있는 고질소 함량의 부산물의 폭발 위험성을 원천 차단하여 합성 공정 상 위험요소를 방지하고, 각 합성 단계의 중간체의 물질 안정성을 높여 취급 시 안정성이 확보되는 NDNT 염 유도체의 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NDNT의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 유도체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 NDNT 유도체에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT) 염 유도체의 제조방법은, 하기 반응식 1 단계를 포함하는 에틸 2-(2-메틸-1,3-다이옥산-2-yl)아세테이트(ethyl 2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetate; MDA) 및 N-메틸-N’-나이트로구아니딘(N-methyl-N-nitroguanidine; NMNG)를 합성하여 2-(2-(2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)아세틸)-N'-나이트로하이드라진-1-카복시이미다아마이드(2-(2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetyl)-N'- nitrohydrazine-1-carboximidamide; MNCA)을 획득하는 단계; 하기 반응식 2 단계를 포함하는 상기 MNCA로부터 N-(3-((2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)메틸)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라마이드(N-(3-((2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; MDTN)를 획득하는 단계; 하기 반응식 3 단계를 포함하는 상기 MDTN으로부터 N-(3-(2-옥소프로필)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라아마이드(N-(3-(2-oxopropyl)-1H-1,2,4- triazol-5-yl)nitramide; NTNA)를 획득하는 단계; 및 하기 반응식 4 단계를 포함하는 상기 NTNA로부터 N-(3-(1,1-다이나이트로-2-옥소프로필)-1H-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라마이드(N-(3-(1,1-dinitro-2-oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; DOTN)를 경유하여 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체를 획득하는 단계를 포함한다:
[반응식 1]
,
[반응식 2]
,
[반응식 3]
,
[반응식 4]
Figure 112023088748329-pat00036
,
상기 반응식 4에서, X는 NH4 또는 NH3OH임.
상기 반응식 1에서, 화학식 Ⅰ은 MDA이고, 화학식 Ⅱ는 NMNG이고, 화학식 Ⅲ은 MNCA이다.
상기 반응식 2에서, 화학식 Ⅲ은 MNCA이고, 화학식 Ⅳ는 MDTN이다.
상기 반응식 3에서, 화학식 Ⅳ는 MDTN이고, 화학식 Ⅴ는 NTNA이다.
상기 반응식 4에서, 화학식 Ⅴ는 NTNA이고, 화학식 Ⅵ는 DOTN이고, 화학식 Ⅶ은 NDNT이다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 치환 반응으로, MDA와 물 혼합 용액을 실온에서 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 치환 반응으로, MDA와 물 혼합 용액에 실온에서 상기 NMNG를 천천히 적가하며, 10분 내지 30분 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 상기 MDA 기준으로 1 내지 1.5 당량의 NMNG를 사용하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 60 ℃ 이상의 온도에서 6 시간 내지 24 시간 동안 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 실온으로 냉각한 후, 생성된 고체를 감압여과 및 건조하고, 30% 이상의 수율로 MNCA를 획득하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 고리화 반응으로, 물과 MNCA를 실온에서 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 고리화 반응으로, 물과 MNCA를 실온에서 교반한 MNCA 수용액에 실온에서 수산화나트륨 수용액을 넣고 100 ℃ 이상의 온도에서 2 시간 내지 4 시간 동안 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 반응 종결된 반응 용액을 실온으로 냉각 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 실온에서 반응 용액에 진한 염산을 적가하여 pH 1 내지 2를 만드는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 반응 용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출 과정을 통해 유기 용액을 얻는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 추출한 상기 유기 용액을 마그네슘 설페이트 (MgSO4)를 포함하는 무수제를 사용하여 잔존하는 물을 제거하고 감압 여과 및 감압 농축, 건조를 통해 MDTN을 획득하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, MDTN을 획득하는 단계는, 30% 이상의 수율로 MDTN을 획득하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 탈보호기화 반응으로, THF 용매 하에 실온에서 MDTN을 적가하여 10 분 내지 30 분 동안 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 1 노르말농도 염산 수용액을 실온에서 적가하고 6 시간 내지 24 시간 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 반응 용액에 pH 6 내지 8이 될 때까지 탄산수소 나트륨(NaHCO3)을 적가하여 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 반응 용액에 물을 넣고 에틸 아세테이트 용매를 통해 추출과정을 통해 수용액을 얻는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 회수한 수용액에 pH 1 내지 2가 될 때까지 진한 염산을 천천히 적가하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 산성 수용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출과정을 통해 유기 용액을 얻는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 추출한 상기 유기 용액을 마그네슘 설페이트(MgSO4)를 포함하는 무수제를 사용하여 잔존하는 물을 제거하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 감압여과 및 감압 농축, 건조를 통해 NTNA 고체를 얻는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 고체를 90% 이상의 수율로 얻는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT를 획득하는 단계는, 나이트로기화 반응 단계; 및 염화 반응 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 나이트로기화 반응 단계는, 반응 용기에 0 ℃ 하에서 진한 황산과 질산 칼륨 (KNO3)의 혼합 용액을 교반한는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT를 획득하는 단계는, 0 ℃ 하에서 진한 황산과 질산 칼륨(KNO3)의 혼합 용액에 NTNA를 넣고 2 시간 내지 4 시간 동안 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT를 획득하는 단계는, 상기 NTNA는 1 당량에 질산 칼륨을 3 당량 내지 4 당량 사용하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT를 획득하는 단계는, 0 ℃ 얼음물에 반응이 종결된 반응 용액을 넣고 5 분 내지 15 분 정도 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, NDNT를 획득하는 단계는, 반응 용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출과정을 통해 유기 용액을 얻는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 추출한 상기 유기 용액을 마그네슘 설페이트(MgSO4)를 포함하는 무수제를 사용하여 잔존하는 물을 제거하고 감압 여과 및 감압 농축을 통해 NDNT을 획득하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 상기 나이트로기화 반응 단계 이후에 NDNT 염 유도체를 획득하는 단계는, 통상적인 재결정 정제법 등을 사용하지 않고, 정제과정 없이 연이어 다음 반응을 진행하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 상기 농축액을 메탄올 용매에 녹이고 0 ℃ 하에서 15 분 내지 30 분 동안 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 0 ℃ 하에서 질소가 포함된 염기 시약을 적가하고 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계에서, 상기 염기 시약은, 질소를 가지면서 염을 형성할 수 있는 염기 시약일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계에서, 상기 염기 시약은, 암모니아수 및 메탄올릭 아민 용액(metanolic amine solution) 및 하이드록시아민(hydroxylamine) 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 1 시간 내지 4 시간 동안 교반하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT 염 유도체를 획득하는 단계에서 염화 반응 단계는, 반응 혼합 용액을 감압 여과 및 건조하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT 염 유도체를 획득하는 단계에서 염화 반응 단계는, 획득한 노란색 고체를 메탄올 용매 하에 재가열하고 냉각과정을 거치는 재결정 정제법을 통한 후, 여과 및 건조를 통해 상기 NDNT 염 유도체를 획득하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT 염 유도체를 획득하는 단계에서, 염화 반응 단계는, 메탄올 용매 하에서 80 ℃ 이상 가열 조건에서 30 분 내지 1 시간 교반하고, 0 ℃ 내지 5 ℃ 냉각 조건에서 1 시간 내지 3 시간 유지하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 50% 이상의 수율로 상기 NDNT 염 유도체를 획득하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT) 염 유도체는, 하기의 화학식 Ⅶ로 표시된다:
[화학식 Ⅶ]
Figure 112023088748329-pat00037
,
상기 X는 NH4 또는 NH3OH임.
일 실시형태에 있어서, 상기 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체는, 본 발명의 일 실시예에 따른 -다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법에 의해 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 화약은, 하기의 화학식 Ⅶ로 표시되는, 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 유도체를 포함한다:
[화학식 Ⅶ]
Figure 112023088748329-pat00038
,
상기 X는 NH4 또는 NH3OH임.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NDNT의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
2-(2-(2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)아세틸)- N '-나이트로하이드라진-1-카복시이미다아마이드(2-(2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetyl)-N'-nitrohydrazine-1- carboximidamide; MNCA)의 제조
반응 용기에 7.8 mL 물을 담고 MDA 1 당량 (1.0 g, 6.24 mmol)을 넣고 실온에서 교반한다. 이후, NMNG 1.1 당량 (1.01 g, 6.87 mmol)을 5 번에 걸쳐 천천히 나누어 적가하였다. 실온에서 10 분간 교반하고 60 ℃로 가열하여 24 시간 동안 교반하였다. 반응이 종결되면 실온으로 냉각시킨 후, 20 분간 교반하면 연노랑색 고체가 생성되는 것을 확인하였다. 분리 과정에서는 에탄올 3 mL를 사용하여 감압여과 및 세척하고 감압 하에서 건조시킨다. 770 mg의 물이 포함된 MNCA (44 % w/w) 흰색 고체를 얻었다.
1H-NMR (DMSO-d 6 ) δ 1.39 (s, 3H), 2.48 (s, 2H), 3.87―3.94 (m, 4H), 7.55―9.82 (brs, 4H)
N -(3-((2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)메틸)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라마이드 ( N -(3-((2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1 H -1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; MDTN)의 제조
반응 용기에 4.4 mL의 물과 중간체 MNCA를 넣고 교반하면서 미리 준비한 2 M NaOH 수용액 (NaOH, 83.5 mg, 물, 4.18 mL)을 넣고 110 ℃ 온도에서 환류 시키며 2 시간동안 교반하였다. 분리 단계에서는 반응이 종결되면 실온으로 냉각한 후, 37 % 염산을 이용하여 pH 1을 만들었다 (진한염산 1.5 mL 사용). EA 15 mL를 이용하여 추출과정을 통해 얻은 유기층을 MgSO4를 이용하여 잔여 물을 제거하고 감압여과를 통해 유기층을 얻었다. 감압 증류를 이용하여 용매를 제거하고 감압 건조를 통해 핑크색 고체 155 mg, 수율 33 %로 MDTN을 얻었다.
1H-NMR (DMSO-d 6 ) δ 1.33 (s, 3H), 2.99 (s, 2H), 3.83―3.91 (m, 4H), 13.59 (s, 1H), 14.03 (s, 1H)
13C{1H}-NMR (DMSO-d 6 ) δ 24.6, 35.3, 64.8, 107.6, 147.4, 153.0.
N -(3-(2-옥소프로필)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라아마이드( N -(3-(2-oxopropyl)-1 H -1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; NTNA)의 제조
THF 1.4 mL를 반응 용기에 담고 합성한 MDTN 1 당량 (250 mg, 1.09 mmol)을 넣고 실온에서 교반하였다. 미리 준비한 1 N 염산 1.4 mL를 넣고 실온에서 24 시간 교반하였다. 반응 용액에 NaHCO3 25 mg을 천천히 적가하여 pH 7을 맞춰주었다.
분리 단계에서는 EA 15 mL를 이용하여 3회에 걸쳐 추출하여 유기 불순물 (에틸렌 글리이콜 등)을 분리하였다. 물 층에 3 mL의 물을 추가하고 진한 염산 1 mL를 천천히 적가하여 pH 1을 맞춘 후, EA 15 mL를 이용하여 3회에 걸쳐 추출하고 감압여과를 통해 얻은 유기층에 MgSO4를 처리하였다. 정제 단계에서는 분리한 감압여과 및 감압 증류를 통해 잔여 용매를 제거하고 건조시켜 갈색 고체 184 mg, 91%의 수율로 원하는 NTNA를 얻었다.
1H-NMR (DMSO-d 6 ) δ 2.23 (s, 3H), 4.02 (s, 2H), 13.64―14.05 (brs, 2H)
13C{1H}-NMR (DMSO-d 6 ) δ 30.1, 63.3, 146.1, 153.2, 202.7.
다이암모니움 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트 (NDNT)의 제조
나이트릴화 반응에서는 반응 용기에 1.5 mL 진한 황산과 KNO3 3 당량 (239 mg, 2.37 mmol)을 넣고 얼음물 bath를 이용하여 0 ℃를 유지하며 교반하였다. 온도가 유지되면 여기에 합성한 NTNA 1 당량 (146 mg, 0.79 mmol)을 넣고 같은 온도에서 2 시간동안 교반하였다. 분리 단계에서는 반응이 완결되면 미리 준비한 얼음물 10 mL를 반응 용액에 천천히 적가하고 5 분간 교반하였다. EA 15 mL를 이용하여 3 회에 걸쳐 추출과정을 통해 유기층을 분리하고 MgSO4를 사용하여 전여 물을 제거하였다. 감압여과 및 감압 증류를 통해 잔여 용매를 제거하여 노란색 액체를 얻은 후, 1H-NMR 분석을 통해 중간체 합성 여부를 확인하였다.
염화 반응에서는 연이은 반응으로 추가 정제과정 없이 반응 용기에 얼음물 bath를 이용하여 0 ℃를 유지하며 메탄올 2mL와 노란색 액체인 중간체 152 mg을 넣고 교반하였다. 같은 온도를 유지하면서 2M methanolic NH3 0.7 mL (550 mg) 를 적가하고 실온까지 서서히 온도를 올리면서 2 시간동안 교반하였다. 분리 및 정제 단계에서는 갈색 고체가 생성되면 감압여과와 5 mL 메탄올과 2 mL 다이에틸 이서를 이용하여 세척하고 감압 하에 건조시켜 밝은 노란색 고체인 NDNT을 104 mg, 57%의 수득률로 얻었다.
1H-NMR (DMSO-d 6 ) δ 7.29 (br, NH)
13C{1H}-NMR (DMSO-d 6 ) δ 128.5, 153.0, 157.4
본 발명의 실시예에서 최초 합성 공정에서 사용되는 출발물질로써 부생성물의 생성을 차단할 수 있는 선택적인 반응 자리를 갖고, 90 % 이상의 높은 수율로 합성이 용이한 에틸 2-(2-메틸-1,3-다이옥산-2-yl)아세테이트(ethyl 2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetate; MDA)을 사용하여 전체 합성 수율을 획기적으로 향상시켰다. 따라서, 비용절감 측면에서 우수할 뿐만 아니라, MDA의 하이드라진 작용기 반대편에 위치하는 아세틸 작용기를 에틸렌 글라이콜(ethylene glycol)을 사용하여 고리형 아세탈 작용기로 보호기화를 통해 카보닐 작용기 쪽의 부 반응을 막아 이후 합성 공정에서 생길 수 있는 고질소 함량의 부산물의 폭발 위험성을 원천 차단하여 합성 공정 상 위험요소를 방지할 수 있었다. 또한, 각 합성 단계의 중간체의 물질 안정성을 높여 취급 시 안정성이 확보되는 NDNT 염 유도체를 제조하였다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 하기 반응식 1 단계를 포함하는 에틸 2-(2-메틸-1,3-다이옥산-2-yl)아세테이트(ethyl 2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetate; MDA) 및 N-메틸-N’-나이트로구아니딘(N-methyl-N-nitroguanidine; NMNG)를 합성하여 2-(2-(2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)아세틸)-N'-나이트로하이드라진-1-카복시이미다아마이드(2-(2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetyl)-N'- nitrohydrazine-1-carboximidamide; MNCA)을 획득하는 단계;
    하기 반응식 2 단계를 포함하는 상기 MNCA로부터 N-(3-((2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)메틸)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라마이드(N-(3-((2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; MDTN)를 획득하는 단계;
    하기 반응식 3 단계를 포함하는 상기 MDTN으로부터 N-(3-(2-옥소프로필)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라아마이드(N-(3-(2-oxopropyl)-1H-1,2,4- triazol-5-yl)nitramide; NTNA)를 획득하는 단계; 및
    하기 반응식 4 단계를 포함하는 상기 NTNA로부터 N-(3-(1,1-다이나이트로-2-옥소프로필)-1H-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라마이드(N-(3-(1,1-dinitro-2-oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; DOTN)를 경유하여 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체를 획득하는 단계;
    를 포함하는,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT) 염 유도체의 제조방법:
    [반응식 1]
    ,
    [반응식 2]
    ,
    [반응식 3]
    ,
    [반응식 4]
    Figure 112023088748329-pat00039
    ,
    상기 반응식 4에서, X는 NH4 또는 NH3OH임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MNCA를 획득하는 단계는, 치환 반응으로, MDA와 물 혼합 용액에 실온에서 상기 NMNG를 적가하며, 10분 내지 30분 교반하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 MNCA를 획득하는 단계는, 상기 MDA 기준으로 1 내지 1.5 당량의 NMNG를 사용하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 MNCA를 획득하는 단계는, 60 ℃ 이상의 온도에서 6 시간 내지 24 시간 동안 교반하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 MNCA를 획득하는 단계는, 실온으로 냉각한 후, 생성된 고체를 감압여과 및 건조하고,
    30% 이상의 수율로 MNCA를 획득하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 MDTN을 획득하는 단계는, 고리화 반응으로, 물과 MNCA를 실온에서 교반한 MNCA 수용액에 실온에서 수산화나트륨 수용액을 넣고 100 ℃ 이상의 온도에서 2 시간 내지 4 시간 동안 교반하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 MDTN을 획득하는 단계는, 반응 종결된 반응 용액을 실온으로 냉각 교반하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 MDTN을 획득하는 단계는, 실온에서 반응 용액에 진한 염산을 적가하여 pH 1 내지 2를 만드는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 MDTN을 획득하는 단계는, 반응 용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출 과정을 통해 유기 용액을 얻는 것이고,
    추출한 상기 유기 용액을 마그네슘 설페이트 (MgSO4)를 포함하는 무수제를 사용하여 잔존하는 물을 제거하고 감압 여과 및 감압 농축, 건조를 통해 30% 이상의 수율로 MDTN을 획득하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 NTNA를 획득하는 단계는, 탈보호기화 반응으로, THF 용매 하에 실온에서 MDTN을 적가하여 10 분 내지 30 분 동안 교반하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 NTNA를 획득하는 단계는, 1 노르말농도 염산 수용액을 실온에서 적가하고 6 시간 내지 24 시간 교반하고,
    반응 용액에 pH 6 내지 8이 될 때까지 탄산수소 나트륨(NaHCO3)을 적가하여 교반하는 것인,
    상기 반응 용액에 물을 넣고 에틸 아세테이트 용매를 통해 추출과정을 통해 수용액을 얻는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 NTNA를 획득하는 단계는, 회수한 수용액에 pH 1 내지 2가 될 때까지 진한 염산을 적가하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 NTNA를 획득하는 단계는, 산성 수용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출과정을 통해 유기 용액을 얻는 것이고,
    추출한 상기 유기 용액을 마그네슘 설페이트(MgSO4)를 포함하는 무수제를 사용하여 잔존하는 물을 제거하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 NTNA를 획득하는 단계는, 감압여과 및 감압 농축, 건조를 통해 NTNA 고체를 90% 이상의 수율로 얻는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 NDNT를 획득하는 단계는,
    나이트로기화 반응 단계; 및
    염화 반응 단계;
    를 포함하는 것인,
    3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 염 유도체의 제조방법.
  16. 하기의 화학식 Ⅶ로 표시되는, 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 유도체를 포함하는 화약:
    [화학식 Ⅶ]
    Figure 112023088748329-pat00040
    ,
    상기 X는 NH4 또는 NH3OH임.
KR1020210035261A 2021-03-18 2021-03-18 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(ndnt) 유도체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 ndnt 유도체 KR102619242B1 (ko)

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