KR20220130413A - 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 - Google Patents

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Abstract

A method for manufacturing a 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivative according to an embodiment of the present invention comprises the following steps: obtaining 2-(2-(2-methyl-1,3-dioxonan-2-yl)acetyl)-N'-nitrohydrazine-1-carboxyimidamide (MNCA); obtaining N-(3-((2-methyl-1,3-dioxonan-2-yl)methyl)-1hydrogen-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide (MDTN) from the MNCA; obtaining N-(3-(2-oxopropyl)-1hydrogen-1,2,4-triazol-5-yl)nitriamide (NTNA); and obtaining the 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivative.

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}Method for preparing 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) derivative and NDNT derivative prepared thereby 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.The present invention relates to a method for preparing a 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) derivative and an NDNT derivative prepared thereby.

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. There is a continuing demand for gunpowder that can be easily made in the civilian and military fields, is safe in handling, such as storage, transport, and filling, and has excellent performance. Existing gunpowders such as TNT, RDX, HMX, and CL-20 show high performance, but there are problems in that they are toxic and very sensitive to stimuli, and that the synthesis route is complicated and long.

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.Recently, research on synthesizing a new high-energy material capable of securing high stability when using and transporting gunpowder while maintaining or improving the high performance of the existing gunpowder as a material that can replace such gunpowder is being conducted. Among them, many studies on C-amino-1,2,4-triazole derivatives having a triazole skeleton structure are being conducted. The C-amino-1,2,4-triazole skeleton structure is widely used in the field of research on high-energy substances, as well as in the field of synthesizing pesticides, pharmaceuticals, dyes, photographic materials, antibacterial materials, and polymers. In this framework structure, the nitrogen atom in the ring including the nitrogen of the amine group has a nucleophilic reactivity, and thus has a high reactivity with an electrophilic material. However, on the other hand, there is a problem of selectivity in the reaction with an electrophilic reagent because the reaction selectivity between each nucleophilic nitrogen atom is low. In addition, it is very necessary to develop a manufacturing method capable of minimizing these by-products because the by-product itself having a high nitrogen content generated during the synthesis process always carries the explosive risk.

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.Professor Shreeve's group reported on the synthesis method and physicochemical property analysis results of the new high-energy material NDNT in the Chemical A European Journal in 2017. NDNT has the advantage of generating relatively eco-friendly nitrogen by-products in the decomposition process according to the high heat of formation, ring strain, and high energy release of the triazole framework. Currently, NDNT is attracting attention as a next-generation high-energy material due to its excellent thermal stability, impact safety, and explosive performance.

Chemical A European Journal 2017, 23, 9185-9191에서는 다음과 같은 두 가지 서로 다른 제조 방법을 보고하였다. Chemical A European Journal 2017, 23, 9185-9191 reported two different preparation methods as follows.

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. The first preparation method is ethyl 3-hydrazino-3-oxopropanoate (ethyl 2-hydrazino-2-oxopropanoate) obtained by reacting diethyl malonate (dimethyl malonate) and hydrazine hydrate (hydrazine hydrate) in ethanol; ECH) and N-methyl-N-nitroguanidine (NMNG) intermediate through a substitution reaction with ethyl 3- (2-amino (nitroimino) methyl) -hydrazine ni-3 -Oxopropanoate (ehthyl 3-(2-amino(nitroimino)mehtyl)-hydrazinyl-3-oxopropanoate) was obtained, followed by cyclization under heating conditions using sodium hydroxide and water solvent, and concentrated hydrochloric acid Through a neutralization reaction through ethyl 2- (5- (nitramino) -1 hydrogen-1,2,4-triazol-3-yl) acetate (ethyl 2- (5- (nitramino) -1H-1, 2,4-triazol-3-yl)acetate) is obtained. Thereafter, the nitration reaction was carried out under concentrated sulfuric acid and concentrated nitric acid at 0 ° C., and the chlorination reaction was carried out with a basic reagent under an ethanol solvent, followed by 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4- Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) are obtained.

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.In the second preparation method, from the intermediate of ethyl 2-(5-amino-1 hydrogen-1,2,4-triazol-3-yl)acetate, the nitration reaction is carried out under concentrated sulfuric acid and concentrated nitric acid at 0 ° C. and 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1 by chlorination reaction with a basic reagent in an ethanol solvent. ,2,4-triazolate; NDNT) is obtained.

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.In New Journal of Chemistry 2017, 41, 3068-3072, 2-(5-amino-1 hydrogen-1,2,4-triazol-3-yl)acetic acid (2-(5-amino-1H-1) ,2,4-triazol-3-yl)acetic acid; A -1,2,4-triazole (3-trinitromethyl-5-nitramino-1H-1,2,4-triazole) intermediate was obtained, and then chlorinated with dihydrazine hydrate as a basic reagent at room temperature in a methanol solvent. to obtain a salt of dihydrazinium 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (dihydrazinium 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazoleate) by acquire

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.The NDNT salt preparation method is, among the two different preparation methods presented in Chemical A European Journal 2017, 23, 9185-9191, the first preparation method is ethyl 3-hydrazino-3-oxo used as a starting material The synthetic yield of the synthesis step of propanoate (ECH) is actually very low, around 30% in the reference, and ethyl 3-(2-amino(nitroimino)methyl)-hydrazineni-3, which is an intermediate synthesized therefrom, -The overall synthesis yield up to the entire synthesis process via oxopropanonate is very low, and it is difficult to analyze, and it is very dangerous in the synthesis process because a large amount of by-products with high nitrogen content are created, which in itself poses an explosion hazard. The second preparation method has a disadvantage in that the synthesis yield of the nitration reaction and the chlorination reaction, which are the last steps of the synthesis process in the literature, is very low, within 12%. New Journal of Chemistry 2017, 41, 3068-3072 The preparation method presented in the literature is a synthetic intermediate 3-trinitromethyl-5-nitramino-1 hydrogen-1,2,4-triazole material with a large amount of nitrate. Because it has a functional group, it is a high-energy material by itself and has a risk of explosion, so it is difficult to handle in the synthesis process.

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.The present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the synthesis yield, prevent the risk of explosion by blocking the risk of explosion, prevent risk factors in the synthesis process, and increase the material stability of intermediates in each synthesis step when handling To provide a method for preparing a 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) derivative, which ensures stability, and an NDNT derivative prepared thereby.

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.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

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:3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate according to an embodiment of the present invention (Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT) The method for preparing a salt derivative is ethyl 2- (2-methyl-1,3-dioxan-2-yl) acetate (ethyl 2- (2-methyl-1,3-dioxolan-) comprising the following Scheme 1 step: 2-(2-(2-methyl-1,3-dioxonane-) by synthesizing 2-yl)acetate; MDA) and N-methyl-N'-nitroguanidine (NMNG) 2-Nyl)acetyl)-N'-nitrohydrazine-1-carboxyimidamide (2-(2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetyl)-N'-nitrohydrazine-1 -carboximidamide; MNCA); N- (3-((2-methyl-1,3-dioxonan-2-yl)methyl)-1 hydrogen-1,2,4-triazol-5-yl from the MNCA comprising the following Scheme 2 step ) Obtained nitramide ( N- (3-((2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl) nitramide ; MDTN) to do; N-(3-(2-oxopropyl)-1hydrogen-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide (N-(3-(2- obtaining oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide (NTNA); and N- (3-(1,1-dinitro-2-oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl) nitramide from the NTNA comprising the steps of Scheme 4 below 3-dinitromethyl-5-nitro via ( N- (3-(1,1-dinitro-2-oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl) nitramide ; DOTN) obtaining a mino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivative:

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pat00001
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[반응식 2][Scheme 2]

Figure pat00002
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[반응식 3][Scheme 3]

Figure pat00003
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[반응식 4][Scheme 4]

Figure pat00004
,
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상기 반응식 4에서, X는 NH3 또는 NH2OH임.In Scheme 4, X is NH 3 or NH 2 OH.

일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 치환 반응으로, MDA와 물 혼합 용액에 실온에서 상기 NMNG를 적가하며, 10분 내지 30분 교반하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining MNCA may be a substitution reaction by dropwise adding the NMNG to a mixed solution of MDA and water at room temperature and stirring for 10 to 30 minutes.

일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 상기 MDA 기준으로 1 내지 1.5 당량의 NMNG를 사용하는 것일 수 있다. In an embodiment, the obtaining of the MNCA may include using 1 to 1.5 equivalents of NMNG based on the MDA.

일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 60 ℃ 이상의 온도에서 6 시간 내지 24 시간 동안 교반하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining the MNCA may be stirring at a temperature of 60 °C or higher for 6 hours to 24 hours.

일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 실온으로 냉각한 후, 생성된 고체를 감압여과 및 건조하고, 30% 이상의 수율로 MNCA를 획득하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining MNCA may be to obtain MNCA in a yield of 30% or more, after cooling to room temperature, filtering and drying the resulting solid under reduced pressure.

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. In one embodiment, the step of obtaining MDTN is a cyclization reaction, in which an aqueous solution of sodium hydroxide is added at room temperature to an aqueous solution of MNCA in which water and MNCA are stirred at room temperature and stirred at a temperature of 100 ° C. or higher for 2 hours to 4 hours. it could be

일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 반응 종결된 반응 용액을 실온으로 냉각 교반하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining the MDTN may be cooling and stirring the reaction solution after the reaction has been completed to room temperature.

일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 실온에서 반응 용액에 진한 염산을 적가하여 pH 1 내지 2를 만드는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining MDTN may be to make pH 1 to 2 by dropwise adding concentrated hydrochloric acid to the reaction solution at room temperature.

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. In one embodiment, the step of obtaining MDTN is to obtain an organic solution through an extraction process for the reaction solution using an ethyl acetate solvent, and the extracted organic solution is magnesium sulfate (MgSO 4 ) An anhydrous agent containing It may be to obtain MDTN in a yield of 30% or more through vacuum filtration, concentration under reduced pressure, and drying to remove the remaining water using.

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. In one embodiment, the step of obtaining NTNA is a deprotection reaction, MDTN may be added dropwise at room temperature in a THF solvent and stirred for 10 to 30 minutes.

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. In one embodiment, in the step of obtaining NTNA, 1 normal concentration aqueous hydrochloric acid solution is added dropwise at room temperature, stirred for 6 hours to 24 hours, and sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) until pH 6 to 8 in the reaction solution may be added dropwise and stirred, and water may be added to the reaction solution, and an aqueous solution may be obtained through an extraction process through an ethyl acetate solvent.

일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 회수한 수용액에 pH 1 내지 2가 될 때까지 진한 염산을 적가하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining NTNA may be to add concentrated hydrochloric acid dropwise to the recovered aqueous solution until pH 1 to 2.

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. In one embodiment, the step of obtaining NTNA is to obtain an organic solution through an extraction process with an acidic aqueous solution using an ethyl acetate solvent, and the extracted organic solution is an anhydrous agent containing magnesium sulfate (MgSO 4 ) may be used to remove residual water.

일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 감압여과 및 감압 농축, 건조를 통해 NTNA 고체를 90% 이상의 수율로 얻는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining NTNA may be to obtain NTNA solid in a yield of 90% or more through vacuum filtration, concentration under reduced pressure, and drying.

일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT를 획득하는 단계는, 나이트로기화 반응 단계; 및 염화 반응 단계;를 포함하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining the NDNTs, a nitration reaction step; and a chlorination step.

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. In one embodiment, the nitration reaction step is to put NTNA in a mixed solution of concentrated sulfuric acid and potassium nitrate (KNO 3 ) in a reaction vessel at 0 ° C. and stir for 2 to 4 hours, the NTNA is 1 3 to 4 equivalents of potassium nitrate are used for the equivalent, and the reaction solution is to obtain an organic solution through an extraction process using an ethyl acetate solvent, and the extracted organic solution is magnesium sulfate (MgSO 4 ) Anhydrous agent containing It may be to remove the remaining water by using it, and to obtain NDNTs through filtration under reduced pressure and concentration under reduced pressure.

일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 상기 나이트로기화 반응 단계 이후에 NDNT 염 유도체를 획득하는 단계는, 정제과정 없이 연이어 수행하는 것일 수 있다. In one embodiment, the chlorination reaction step, the step of obtaining the NDNT salt derivative after the nitration reaction step may be performed continuously without a purification process.

일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 상기 농축액을 메탄올 용매에 녹이고 0 ℃ 하에서 15 분 내지 30 분 동안 교반하는 것일 수 있다. In one embodiment, in the chlorination step, the concentrate may be dissolved in a methanol solvent and stirred at 0° C. for 15 minutes to 30 minutes.

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. In one embodiment, in the chlorination step, a basic reagent containing nitrogen is added dropwise at 0 ° C. and stirred for 1 to 4 hours, and the basic reagent is aqueous ammonia and a methanolic amine solution. and at least one selected from the group consisting of an aqueous solution of hydroxylamine.

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. In one embodiment, in the chlorination step, the obtained yellow solid is stirred for 30 minutes to 1 hour under heating conditions at 80 ° C. or higher under a methanol solvent, and 1 hour to 3 hours at 0 ° C. to 5 ° C. cooling conditions under a methanol solvent It may be to obtain the NDNT salt derivative through filtration and drying using a recrystallization purification method that undergoes a cooling process to maintain.

일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 50% 이상의 수율로 상기 NDNT 염 유도체를 획득하는 것일 수 있다. In one embodiment, the chlorination step may be to obtain the NDNT salt derivative in a yield of 50% or more.

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:3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate according to another embodiment of the present invention (Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT) salt derivatives are represented by the following formula (VII):

[화학식 Ⅶ][Formula VII]

Figure pat00005
,
Figure pat00005
,

상기 X는 NH3 또는 NH2OH임.wherein X is NH 3 or NH 2 OH.

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. In one embodiment, the 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivative is -dinitromethyl-5 according to an embodiment of the present invention -Nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) may be prepared by the method for producing a salt derivative.

본 발명의 다른 실시예에 따른 화약은, 하기의 화학식 Ⅶ로 표시되는, 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 유도체를 포함한다:Gunpowder according to another embodiment of the present invention comprises a 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) derivative represented by the following formula (VII):

[화학식 Ⅶ][Formula VII]

Figure pat00006
,
Figure pat00006
,

상기 X는 NH3 또는 NH2OH임.wherein X is NH 3 or NH 2 OH.

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.In the method for producing an NDNT derivative according to an embodiment of the present invention, as a starting material used in the initial synthesis process, it has a selective reaction site that can block the production of by-products, and is easily synthesized with a high yield of 90% or more. By using 2-(2-methyl-1,3-dioxane-2-yl)acetate (MDA), the overall synthesis yield is dramatically improved, which is excellent in terms of cost reduction. In addition, the acetyl functional group located opposite the hydrazine functional group of MDA is protected with a cyclic acetal functional group using ethylene glycol to prevent side reactions on the carbonyl functional group side, which may occur in the subsequent synthesis process. By preventing the risk of explosion of by-products with high nitrogen content at the source, it is possible to prevent risk factors in the synthesis process, and it is possible to manufacture NDNT salt derivatives that ensure stability during handling by increasing the material stability of intermediates in each synthesis step.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NDNT의 제조 과정을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a manufacturing process of NDNT according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.

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.Terms used in the examples are used for the purpose of description only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

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. In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

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.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms.

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.Components included in one embodiment and components having a common function will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments as well, and detailed descriptions within the overlapping range will be omitted.

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.Hereinafter, the method for preparing 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) derivative of the present invention and the NDNT derivative prepared thereby will be described in detail with reference to Examples and drawings. to be explained as However, the present invention is not limited to these examples and drawings.

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:3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate according to an embodiment of the present invention (Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT) The method for preparing a salt derivative is ethyl 2- (2-methyl-1,3-dioxan-2-yl) acetate (ethyl 2- (2-methyl-1,3-dioxolan-) comprising the following Scheme 1 step: 2-(2-(2-methyl-1,3-dioxonane-) by synthesizing 2-yl)acetate; MDA) and N-methyl-N'-nitroguanidine (NMNG) 2-Nyl)acetyl)-N'-nitrohydrazine-1-carboxyimidamide (2-(2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetyl)-N'-nitrohydrazine-1 -carboximidamide; MNCA); N- (3-((2-methyl-1,3-dioxonan-2-yl)methyl)-1 hydrogen-1,2,4-triazol-5-yl from the MNCA comprising the following Scheme 2 step ) Obtained nitramide ( N- (3-((2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl) nitramide ; MDTN) to do; N-(3-(2-oxopropyl)-1hydrogen-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide (N-(3-(2- obtaining oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide (NTNA); and N- (3-(1,1-dinitro-2-oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl) nitramide from the NTNA comprising the steps of Scheme 4 below 3-dinitromethyl-5-nitro via ( N- (3-(1,1-dinitro-2-oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl) nitramide ; DOTN) obtaining a mino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivative:

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pat00007
,
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,

[반응식 2][Scheme 2]

Figure pat00008
,
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[반응식 3][Scheme 3]

Figure pat00009
,
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[반응식 4][Scheme 4]

Figure pat00010
,
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상기 반응식 4에서, X는 NH3 또는 NH2OH임.In Scheme 4, X is NH 3 or NH 2 OH.

상기 반응식 1에서, 화학식 Ⅰ은 MDA이고, 화학식 Ⅱ는 NMNG이고, 화학식 Ⅲ은 MNCA이다.In Scheme 1, Formula I is MDA, Formula II is NMNG, and Formula III is MNCA.

상기 반응식 2에서, 화학식 Ⅲ은 MNCA이고, 화학식 Ⅳ는 MDTN이다.In Scheme 2, Chemical Formula III is MNCA, and Chemical Formula IV is MDTN.

상기 반응식 3에서, 화학식 Ⅳ는 MDTN이고, 화학식 Ⅴ는 NTNA이다.In Scheme 3, Chemical Formula IV is MDTN, and Chemical Formula V is NTNA.

상기 반응식 4에서, 화학식 Ⅴ는 NTNA이고, 화학식 Ⅵ는 DOTN이고, 화학식 Ⅶ은 NDNT이다. In Scheme 4, Chemical Formula V is NTNA, Chemical Formula VI is DOTN, and Chemical Formula VII is NDNT.

일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 치환 반응으로, MDA와 물 혼합 용액을 실온에서 교반하는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of obtaining MNCA may be a substitution reaction, and stirring a mixed solution of MDA and water at room temperature.

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. In one embodiment, the step of obtaining the MNCA may be a substitution reaction by slowly adding the NMNG dropwise to a mixed solution of MDA and water at room temperature and stirring for 10 to 30 minutes.

일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 상기 MDA 기준으로 1 내지 1.5 당량의 NMNG를 사용하는 것일 수 있다. In an embodiment, the obtaining of the MNCA may include using 1 to 1.5 equivalents of NMNG based on the MDA.

일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 60 ℃ 이상의 온도에서 6 시간 내지 24 시간 동안 교반하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining the MNCA may be stirring at a temperature of 60 °C or higher for 6 hours to 24 hours.

일 실시형태에 있어서, 상기 MNCA를 획득하는 단계는, 실온으로 냉각한 후, 생성된 고체를 감압여과 및 건조하고, 30% 이상의 수율로 MNCA를 획득하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining MNCA may be to obtain MNCA in a yield of 30% or more, after cooling to room temperature, filtering and drying the resulting solid under reduced pressure.

일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 고리화 반응으로, 물과 MNCA를 실온에서 교반하는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of obtaining MDTN may be a cyclization reaction, wherein water and MNCA are stirred at room temperature.

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. In one embodiment, the step of obtaining MDTN is a cyclization reaction, in which an aqueous solution of sodium hydroxide is added at room temperature to an aqueous solution of MNCA in which water and MNCA are stirred at room temperature and stirred at a temperature of 100 ° C. or higher for 2 hours to 4 hours. it could be

일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 반응 종결된 반응 용액을 실온으로 냉각 교반하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining the MDTN may be cooling and stirring the reaction solution after the reaction has been completed to room temperature.

일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 실온에서 반응 용액에 진한 염산을 적가하여 pH 1 내지 2를 만드는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining MDTN may be to make pH 1 to 2 by dropwise adding concentrated hydrochloric acid to the reaction solution at room temperature.

일 실시형태에 있어서, 상기 MDTN을 획득하는 단계는, 반응 용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출 과정을 통해 유기 용액을 얻는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of obtaining the MDTN may be to obtain an organic solution through an extraction process for the reaction solution using an ethyl acetate solvent.

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.In one embodiment, the extracted organic solution is removed using an anhydrous agent containing magnesium sulfate (MgSO 4 ), and MDTN is obtained through filtration under reduced pressure, concentration under reduced pressure, and drying.

일 실시형태에 있어서, MDTN을 획득하는 단계는, 30% 이상의 수율로 MDTN을 획득하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining the MDTN may be obtaining the MDTN with a yield of 30% or more.

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. In one embodiment, the step of obtaining NTNA is a deprotection reaction, MDTN may be added dropwise at room temperature in a THF solvent and stirred for 10 to 30 minutes.

일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 1 노르말농도 염산 수용액을 실온에서 적가하고 6 시간 내지 24 시간 교반하는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of obtaining NTNA may be to add 1 normal concentration of an aqueous hydrochloric acid solution dropwise at room temperature and stir for 6 to 24 hours.

일 실시형태에 있어서, 반응 용액에 pH 6 내지 8이 될 때까지 탄산수소 나트륨(NaHCO3)을 적가하여 교반하는 것일 수 있다.In one embodiment, sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) may be added dropwise to the reaction solution until pH 6 to 8 and stirred.

일 실시형태에 있어서, 상기 반응 용액에 물을 넣고 에틸 아세테이트 용매를 통해 추출과정을 통해 수용액을 얻는 것일 수 있다. In one embodiment, water may be added to the reaction solution and an aqueous solution may be obtained through an extraction process through an ethyl acetate solvent.

일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 회수한 수용액에 pH 1 내지 2가 될 때까지 진한 염산을 천천히 적가하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining NTNA may be to slowly add concentrated hydrochloric acid dropwise to the recovered aqueous solution until pH 1 to 2.

일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 산성 수용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출과정을 통해 유기 용액을 얻는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of obtaining NTNA may be to obtain an organic solution through an extraction process with an acidic aqueous solution using an ethyl acetate solvent.

일 실시형태에 있어서, 추출한 상기 유기 용액을 마그네슘 설페이트(MgSO4)를 포함하는 무수제를 사용하여 잔존하는 물을 제거하는 것일 수 있다. In one embodiment, the extracted organic solution may be to remove residual water by using an anhydrous agent including magnesium sulfate (MgSO 4 ).

일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 감압여과 및 감압 농축, 건조를 통해 NTNA 고체를 얻는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of obtaining NTNA may be to obtain a NTNA solid through vacuum filtration, concentration under reduced pressure, and drying.

일 실시형태에 있어서, 상기 NTNA를 획득하는 단계는, 고체를 90% 이상의 수율로 얻는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining NTNA may be to obtain a solid in a yield of 90% or more.

일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT를 획득하는 단계는, 나이트로기화 반응 단계; 및 염화 반응 단계;를 포함하는 것일 수 있다. In one embodiment, the step of obtaining the NDNTs, a nitration reaction step; and a chlorination step.

일 실시형태에 있어서, 상기 나이트로기화 반응 단계는, 반응 용기에 0 ℃ 하에서 진한 황산과 질산 칼륨 (KNO3)의 혼합 용액을 교반한는 것일 수 있다.In one embodiment, the nitration reaction step may be to stir a mixed solution of concentrated sulfuric acid and potassium nitrate (KNO 3 ) in a reaction vessel at 0 ° C.

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.In one embodiment, the step of obtaining the NDNT may be to put NTNA in a mixed solution of concentrated sulfuric acid and potassium nitrate (KNO 3 ) under 0 ° C. and stir for 2 to 4 hours.

일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT를 획득하는 단계는, 상기 NTNA는 1 당량에 질산 칼륨을 3 당량 내지 4 당량 사용하는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of obtaining the NDNT may be to use 3 to 4 equivalents of potassium nitrate per equivalent of NTNA.

일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT를 획득하는 단계는, 0 ℃ 얼음물에 반응이 종결된 반응 용액을 넣고 5 분 내지 15 분 정도 교반하는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of obtaining the NDNT may be to put the reaction solution in which the reaction has been completed in ice water at 0° C. and stir for about 5 to 15 minutes.

일 실시형태에 있어서, NDNT를 획득하는 단계는, 반응 용액을 에틸 아세테이트 용매를 사용하여 추출과정을 통해 유기 용액을 얻는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of obtaining NDNTs may be to obtain an organic solution through an extraction process for the reaction solution using an ethyl acetate solvent.

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. In one embodiment, the extracted organic solution may be obtained by removing residual water using an anhydrous agent including magnesium sulfate (MgSO 4 ) and filtration under reduced pressure and concentration under reduced pressure to obtain NDNTs.

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. In one embodiment, in the chlorination reaction step, the step of obtaining the NDNT salt derivative after the nitration reaction step is to proceed with the next reaction without a purification process without using a conventional recrystallization purification method. can

일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 상기 농축액을 메탄올 용매에 녹이고 0 ℃ 하에서 15 분 내지 30 분 동안 교반하는 것일 수 있다. In one embodiment, in the chlorination step, the concentrate may be dissolved in a methanol solvent and stirred at 0° C. for 15 minutes to 30 minutes.

일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 0 ℃ 하에서 질소가 포함된 염기 시약을 적가하고 교반하는 것일 수 있다.In one embodiment, the chlorination step may be to add a nitrogen-containing base reagent dropwise under 0 ℃ and stirring.

일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계에서, 상기 염기 시약은, 질소를 가지면서 염을 형성할 수 있는 염기 시약일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment, in the chlorination step, the basic reagent may be a basic reagent capable of forming a salt while having nitrogen, but is not limited thereto.

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.In one embodiment, in the chlorination step, the basic reagent may include at least one selected from the group consisting of aqueous ammonia, a methanolic amine solution, and an aqueous hydroxylamine solution. have.

일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 1 시간 내지 4 시간 동안 교반하는 것일 수 있다.In one embodiment, the chlorination step may be stirred for 1 hour to 4 hours.

일 실시형태에 있어서, 상기 NDNT 염 유도체를 획득하는 단계에서 염화 반응 단계는, 반응 혼합 용액을 감압 여과 및 건조하는 것일 수 있다.In one embodiment, the chlorination reaction step in the step of obtaining the NDNT salt derivative may be filtration and drying the reaction mixture solution under reduced pressure.

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. In one embodiment, the chlorination reaction step in the step of obtaining the NDNT salt derivative is through a recrystallization purification method in which the obtained yellow solid is reheated in a methanol solvent and cooled, and then the NDNT salt derivative is filtered and dried. may be to obtain

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.In one embodiment, in the step of obtaining the NDNT salt derivative, the chlorination reaction step is stirred for 30 minutes to 1 hour under a heating condition of 80 ° C. or higher in a methanol solvent, and 1 hour to 3 hours at 0 ° C. to 5 ° C. cooling conditions It could be time keeping.

일 실시형태에 있어서, 상기 염화 반응 단계는, 50% 이상의 수율로 상기 NDNT 염 유도체를 획득하는 것일 수 있다. In one embodiment, the chlorination step may be to obtain the NDNT salt derivative in a yield of 50% or more.

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:3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate according to another embodiment of the present invention (Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT) salt derivatives are represented by the following formula (VII):

[화학식 Ⅶ][Formula VII]

Figure pat00011
,
Figure pat00011
,

상기 X는 NH3 또는 NH2OH임.wherein X is NH 3 or NH 2 OH.

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. In one embodiment, the 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivative is -dinitromethyl-5 according to an embodiment of the present invention -Nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) may be prepared by the method for producing a salt derivative.

본 발명의 다른 실시예에 따른 화약은, 하기의 화학식 Ⅶ로 표시되는, 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 유도체를 포함한다:Gunpowder according to another embodiment of the present invention comprises a 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) derivative represented by the following formula (VII):

[화학식 Ⅶ][Formula VII]

Figure pat00012
,
Figure pat00012
,

상기 X는 NH3 또는 NH2OH임.wherein X is NH 3 or NH 2 OH.

이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples and Comparative Examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NDNT의 제조 과정을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a manufacturing process of NDNT according to an embodiment of the present invention.

2-(2-(2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)아세틸)-2-(2-(2-methyl-1,3-dioxonan-2-yl)acetyl)- NN '-나이트로하이드라진-1-카복시이미다아마이드(2-(2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetyl)-N'-nitrohydrazine-1- carboximidamide; MNCA)의 제조Preparation of '-nitrohydrazine-1-carboxyimidamide (2-(2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetyl)-N'-nitrohydrazine-1-carboximidamide; MNCA)

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.Put 7.8 mL of water in a reaction vessel, add 1 equivalent of MDA (1.0 g, 6.24 mmol), and stir at room temperature. Then, 1.1 equivalents of NMNG (1.01 g, 6.87 mmol) was slowly added dropwise over 5 times. The mixture was stirred at room temperature for 10 minutes, heated to 60 °C, and stirred for 24 hours. Upon completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature and stirred for 20 minutes, confirming that a pale yellow solid was produced. In the separation process, 3 mL of ethanol is used, filtered under reduced pressure, washed, and dried under reduced pressure. MNCA (44 % w/w) containing 770 mg of water was obtained as a white solid.

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) 1 H-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)

NN -(3-((2-메틸-1,3-다이옥소난-2-닐)메틸)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라마이드 (-(3-((2-methyl-1,3-dioxonan-2-yl)methyl)-1 hydrogen-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide ( NN -(3-((2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1-(3-((2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1 HH -1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; MDTN)의 제조-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; MDTN) production

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.4.4 mL of water and the intermediate MNCA were put in a reaction vessel, and a 2 M aqueous NaOH solution (NaOH, 83.5 mg, water, 4.18 mL) prepared in advance was added while stirring, refluxed at 110 ° C., and stirred for 2 hours. In the separation step, after the reaction was completed, the reaction was cooled to room temperature, and pH 1 was prepared using 37% hydrochloric acid (concentrated hydrochloric acid 1.5 mL was used). The organic layer obtained through the extraction process using 15 mL of EA was removed using MgSO 4 , and the organic layer was obtained by filtration under reduced pressure. The solvent was removed by distillation under reduced pressure and dried under reduced pressure to obtain MDTN as a pink solid (155 mg, yield 33%).

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) 1 H-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. 13 C{ 1 H}-NMR (DMSO- d 6 ) δ 24.6, 35.3, 64.8, 107.6, 147.4, 153.0.

NN -(3-(2-옥소프로필)-1수소-1,2,4-트리아졸-5-닐)나이트라아마이드(-(3-(2-oxopropyl)-1hydrogen-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide ( NN -(3-(2-oxopropyl)-1-(3-(2-oxopropyl)-1 HH -1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; NTNA)의 제조-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide; NTNA) preparation

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. 1.4 mL of THF was placed in a reaction vessel, 1 equivalent of synthesized MDTN (250 mg, 1.09 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature. 1.4 mL of 1 N hydrochloric acid prepared in advance was added and stirred at room temperature for 24 hours. To the reaction solution, 25 mg of NaHCO 3 was slowly added dropwise to adjust the pH to 7.

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.In the separation step, organic impurities (ethylene glycol, etc.) were separated by extraction three times using 15 mL of EA. 3 mL of water was added to the water layer, and 1 mL of concentrated hydrochloric acid was slowly added dropwise to adjust the pH to 1, extracted three times using 15 mL of EA, and the organic layer obtained through vacuum filtration was treated with MgSO 4 . In the purification step, the desired NTNA was obtained in a yield of 184 mg of a brown solid, 91%, by removing the residual solvent through the separated vacuum filtration and distillation under reduced pressure and drying.

1H-NMR (DMSO-d 6 ) δ 2.23 (s, 3H), 4.02 (s, 2H), 13.64―14.05 (brs, 2H) 1 H-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. 13 C{ 1 H}-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 제조Preparation of diammonium 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT)

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. In the nitrilation reaction, 1.5 mL of concentrated sulfuric acid and 3 equivalents of KNO 3 (239 mg, 2.37 mmol) were added to a reaction vessel, and the mixture was stirred while maintaining 0 ℃ using an ice water bath. When the temperature was maintained, 1 equivalent of the synthesized NTNA (146 mg, 0.79 mmol) was added thereto, and the mixture was stirred at the same temperature for 2 hours. In the separation step, when the reaction was completed, 10 mL of ice water prepared in advance was slowly added dropwise to the reaction solution and stirred for 5 minutes. The organic layer was separated through the extraction process three times using 15 mL of EA, and the transfer water was removed using MgSO 4 . After removing the residual solvent through vacuum filtration and distillation under reduced pressure to obtain a yellow liquid, it was confirmed whether the intermediate was synthesized through 1 H-NMR analysis.

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.In the chlorination reaction, the reaction vessel was kept at 0 °C using an ice-water bath without further purification as a continuous reaction, and 2 mL of methanol and 152 mg of a yellow liquid intermediate were added and stirred. While maintaining the same temperature, 0.7 mL (550 mg) of 2M methanolic NH 3 was added dropwise, and the mixture was stirred for 2 hours while gradually raising the temperature to room temperature. In the separation and purification step, when a brown solid was produced, it was filtered under reduced pressure, washed with 5 mL methanol and 2 mL diethyl ester, and dried under reduced pressure to obtain NDNT as a light yellow solid in a yield of 104 mg, 57%.

1H-NMR (DMSO-d 6 ) δ 7.29 (br, NH) 1 H-NMR (DMSO- d 6 ) δ 7.29 (br, NH)

13C{1H}-NMR (DMSO-d 6 ) δ 128.5, 153.0, 157.4 13 C{ 1 H}-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.As a starting material used in the initial synthesis process in an embodiment of the present invention, ethyl 2-(2-methyl-1, ethyl 2-(2-methyl-1, 3-dioxane-2-yl) acetate (ethyl 2- (2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl) acetate; MDA) was used to dramatically improve the overall synthesis yield. Therefore, not only is it excellent in terms of cost reduction, but also the side reaction of the carbonyl functional group is prevented by protecting the acetyl functional group located opposite the hydrazine functional group of MDA with a cyclic acetal functional group using ethylene glycol. It was possible to prevent the risk factors in the synthesis process by blocking the source of the explosion risk of by-products with high nitrogen content that may occur in the subsequent synthesis process. In addition, NDNT salt derivatives were prepared that ensure stability during handling by increasing the material stability of the intermediates in each synthesis step.

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.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (16)

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]
Figure pat00013
,
[반응식 2]
Figure pat00014
,
[반응식 3]
Figure pat00015
,
[반응식 4]
Figure pat00016
,
상기 반응식 4에서, X는 NH3 또는 NH2OH임.
Ethyl 2- (2-methyl-1,3-dioxan-2-yl) acetate (ethyl 2- (2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl) acetate; MDA) comprising the following Scheme 1 step, and 2-(2-(2-methyl-1,3-dioxonan-2-yl)acetyl)-N' by synthesizing N-methyl-N'-nitroguanidine (N-methyl-N-nitroguanidine; NMNG) - Obtaining nitrohydrazine-1-carboxyimidamide (2-(2-(2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)acetyl)-N'-nitrohydrazine-1-carboximidamide;MNCA);
N -(3-((2-methyl-1,3-dioxonan-2-yl)methyl)-1 hydrogen-1,2,4-triazol-5-yl from the MNCA comprising the following Scheme 2 step ) Obtained nitramide ( N- (3-((2-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl) nitramide ; MDTN) to do;
N-(3-(2-oxopropyl)-1 hydrogen-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide (N-(3-(2- obtaining oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl)nitramide (NTNA); and
N- (3-(1,1-dinitro-2-oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl) nitramide ( 3-dinitromethyl-5-nitramino via N -(3-(1,1-dinitro-2-oxopropyl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl) nitramide ; DOTN) obtaining -1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivative;
containing,
Method for preparing 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (Energetic salt derivatives of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate; NDNT) salt derivative:
[Scheme 1]
Figure pat00013
,
[Scheme 2]
Figure pat00014
,
[Scheme 3]
Figure pat00015
,
[Scheme 4]
Figure pat00016
,
In Scheme 4, X is NH 3 or NH 2 OH.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining MNCA is a substitution reaction, adding the NMNG dropwise to a mixed solution of MDA and water at room temperature, and stirring for 10 to 30 minutes,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining the MNCA is to use 1 to 1.5 equivalents of NMNG based on the MDA,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining the MNCA is to stir for 6 hours to 24 hours at a temperature of 60 ° C. or higher,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining MNCA is, after cooling to room temperature, the resulting solid is filtered under reduced pressure and dried,
To obtain MNCA in a yield of 30% or more,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining the MDTN is a cyclization reaction, in which an aqueous solution of sodium hydroxide is added at room temperature to an aqueous solution of MNCA in which water and MNCA are stirred at room temperature and stirred at a temperature of 100 ° C. or higher for 2 to 4 hours,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining the MDTN is that the reaction solution is cooled and stirred to room temperature,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining the MDTN is to make pH 1 to 2 by dropwise adding concentrated hydrochloric acid to the reaction solution at room temperature,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining the MDTN is to obtain an organic solution through an extraction process using an ethyl acetate solvent for the reaction solution,
The extracted organic solution is removed using an anhydrous agent containing magnesium sulfate (MgSO 4 ) to remove residual water, and MDTN is obtained in a yield of 30% or more through filtration under reduced pressure, concentration under reduced pressure, and drying.
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining the NTNA is a deprotection reaction, in which MDTN is added dropwise at room temperature in a THF solvent and stirred for 10 to 30 minutes,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
In the step of obtaining NTNA, 1 normal aqueous hydrochloric acid solution is added dropwise at room temperature and stirred for 6 to 24 hours,
Sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) is added dropwise to the reaction solution until pH 6 to 8 and stirred,
Putting water into the reaction solution and obtaining an aqueous solution through an extraction process through an ethyl acetate solvent,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
In the step of obtaining the NTNA, concentrated hydrochloric acid is added dropwise to the recovered aqueous solution until pH 1 to 2,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining NTNA is to obtain an organic solution through an extraction process with an acidic aqueous solution using an ethyl acetate solvent,
The extracted organic solution is to remove the remaining water using an anhydrous agent containing magnesium sulfate (MgSO 4 ),
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining NTNA is to obtain a NTNA solid in a yield of 90% or more through reduced pressure filtration, concentration under reduced pressure, and drying,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
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.
According to claim 1,
The step of obtaining the NDNT comprises:
nitration reaction step; and
chlorination reaction step;
which includes,
A process for the preparation of 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) salt derivatives.
하기의 화학식 Ⅶ로 표시되는, 3-다이나이트로메틸-5-니트라미노-1,2,4-트리아졸레이트(NDNT) 유도체를 포함하는 화약:
[화학식 Ⅶ]
Figure pat00017
,
상기 X는 NH3 또는 NH2OH임.
A gunpowder comprising a 3-dinitromethyl-5-nitramino-1,2,4-triazolate (NDNT) derivative represented by the following formula (VII):
[Formula VII]
Figure pat00017
,
wherein X is NH 3 or NH 2 OH.
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