RU2343150C1 - 3-(3,5-dinitropyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan, method of obtaining it and its application as thermostable explosive substance - Google Patents

3-(3,5-dinitropyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan, method of obtaining it and its application as thermostable explosive substance Download PDF

Info

Publication number
RU2343150C1
RU2343150C1 RU2007129987/04A RU2007129987A RU2343150C1 RU 2343150 C1 RU2343150 C1 RU 2343150C1 RU 2007129987/04 A RU2007129987/04 A RU 2007129987/04A RU 2007129987 A RU2007129987 A RU 2007129987A RU 2343150 C1 RU2343150 C1 RU 2343150C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nitrofurazan
compound
dinitropyrazol
mixture
obtaining
Prior art date
Application number
RU2007129987/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Борисович Шереметев (RU)
Алексей Борисович Шереметев
Игорь Леонидович Юдин (RU)
Игорь Леонидович Юдин
Original Assignee
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук filed Critical Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук
Priority to RU2007129987/04A priority Critical patent/RU2343150C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2343150C1 publication Critical patent/RU2343150C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to 3-(3,5-dinitropyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan of formula I, method of its obtaining and its application as thermostable explosive substance.
Figure 00000010
. Method of obtaining lies in interaction of 3-nitrofurazan-4-acetic acid with mixture of dimethylformamide and phosphorus chloroxy, with further processing of reaction mixture with water acid solution, or its alkali or alkali earth salt, obtained salt of trimethyn derivative is processed with hydrazine or its derivatives, with further nitrating of obtained 3-(pyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan with sulphur-nitrogen nitrating mixture at heating.
EFFECT: compound of formula I can be applied as component of explosive compositions, solid propellant and power-intensive compositions for various purposes, used at higher temperatures.
3 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Настоящее изобретение относится к новому соединению - 3-(3,5-динитропиразол-4-ил)-4-нитрофуразану общей формулы (1):The present invention relates to a new compound - 3- (3,5-dinitropyrazol-4-yl) -4-nitrofurazan of the general formula (1):

Figure 00000001
Figure 00000001

способу его получения и применения его в качестве термостойкого взрывчатого вещества.the method of its production and its use as a heat-resistant explosive.

Предлагаемое соединение может найти применение в качестве компонента взрывчатых составов, твердых ракетных топлив и энергоемких составов различного назначения, эксплуатируемых при повышенных температурах (например, при буровзрывных работах в глубинных шахтах). Также соединение (1) может служить полупродуктом для синтеза аналогов и может найти применение в органическом синтезе.The proposed compound can be used as a component of explosive compositions, solid rocket fuels and energy-intensive compositions for various purposes, operated at elevated temperatures (for example, during drilling and blasting operations in deep mines). Also, the compound (1) can serve as an intermediate for the synthesis of analogues and can find application in organic synthesis.

3-(3,5-Динитропиразол-4-ил)-4-нитрофуразан является соединением, молекула которого содержит до сих пор не встречавшуюся одновременно последовательность атомов и связей, представляющим тринитропроизводное, полученным на основе молекулы, включающей связанные между собой простой связью фуразановый и пиразольный циклы. Объединение в одной молекуле нитрофуразанильного и динитропиразольного фрагментов придает ей положительные качества, присущие как производным фуразана, так и пиразола. Соединение (1) и его свойства, а также способ его получения в литературе не описаны.3- (3,5-Dinitropyrazol-4-yl) -4-nitrofurazan is a compound, the molecule of which still contains a sequence of atoms and bonds that have not been encountered simultaneously, representing a trinitroderivative, obtained on the basis of a molecule including furazanic and pyrazole cycles. The combination of nitrofurazanyl and dinitropyrazole fragments in one molecule gives it the positive qualities inherent in both derivatives of furazan and pyrazole. The compound (1) and its properties, as well as the method for its preparation, are not described in the literature.

В литературе описано вещество, состоящее из двух динитропиразольных фрагментов - тетранитробипиразол (2) [I.L.Dalinger, Т.К.Shkinyova, S.A.Shevelev, V.S.Kuzmin, E.А.Arnautova, Т.S.Pivina. Proc. 29th International ICT-Conference, Energetic Materials - Production, Processing and Characterization, June 30 - July 3, 1998, Karlsruhe, FRG, 57/1-13]. Получают соединение (2) нитрованием бипиразола (3) (детали нитрования не сообщаются).The literature describes a substance consisting of two dinitropyrazole fragments - tetranitrobipyrazole (2) [ILDalinger, T.K.Shkinyova, SAShevelev, VSKuzmin, E.A. Arnautova, T. S. Pivina. Proc. 29 th International ICT-Conference, Energetic Materials - Production, Processing and Characterization, June 30 - July 3, 1998, Karlsruhe, FRG, 57 / 1-13]. Compound (2) is prepared by nitration of bipirazole (3) (nitration details are not reported).

Figure 00000002
Figure 00000002

Соединение (2) является термостойким высокоплавким взрывчатым веществом, но имеет не очень высокие взрывчатые характеристики (см. таблицу).Compound (2) is a heat-resistant high-melting explosive, but has not very high explosive characteristics (see table).

Отметим, что соединение (2) включает лишь один тип гетероциклических структурных фрагментов - содержит вместо фуразанового цикла пиразольный. Более того, в состав соединения (4) входит четыре нитрогруппы.Note that compound (2) includes only one type of heterocyclic structural fragments — it contains a pyrazole instead of a furazan ring. Moreover, four nitro groups are included in the composition of compound (4).

Известно вещество, принятое за прототип, состоящее из двух связанных простой связью пятичленных гетероциклов, включающее нитрофуразанильный фрагмент. Так, при окислении 4,4'-диаминобифуразана (5) трифторнадуксусной кислотой был получен 4,4'-динитробифуразан (4) [М.D.Coburn. J. Heterocycl. Chem., 1968, 5, 83], т.е. соединение, включающее два нитрофуразанильных фрагмента. Соединение (4) является более мощным взрывчатым веществом, чем соединение (2), однако, имеет низкую температуру плавления (см. таблицу), что ограничивает области его применения.It is known the substance adopted for the prototype, consisting of two five-membered heterocycles connected by a simple bond, including a nitrofurazanyl fragment. So, during the oxidation of 4,4'-diaminobifurazan (5) with trifluoroacetic acid, 4,4'-dinitrobifurazan (4) was obtained [M. D. Coburn. J. Heterocycl. Chem., 1968, 5, 83], i.e. a compound comprising two nitrofurazanyl fragments. Compound (4) is a more powerful explosive than compound (2), however, it has a low melting point (see table), which limits its scope.

Figure 00000003
Figure 00000003

Необходимо отметить, что соединение (4), во-первых, содержит вместо пиразольного фуразановый цикл, во-вторых, включает лишь две нитрогруппы, и, в-третьих, не имеет и не может иметь никаких заместителей, являясь единственным возможным представителем данного типа молекул.It should be noted that compound (4), firstly, instead of the pyrazole contains a furazan cycle, secondly, it contains only two nitro groups, and thirdly, it does not and cannot have any substituents, being the only possible representative of this type of molecule .

Получить указанным способом соединение (1) не представляется возможным, так как соответствующее триаминопроизводное не известно. Более того, удачных примеров получения полинитросоединений окислением аминоазолов, содержащих три аминогруппы, не известно.It is not possible to obtain compound (1) in this way, since the corresponding triamine derivative is not known. Moreover, successful examples of the preparation of polynitro compounds by oxidation of aminoazoles containing three amino groups are not known.

Задачей настоящего изобретения является создание нового нитросоединения, содержащего в своем составе как фуразановый, так и пиразольный циклы, являющегося новым термостойким взрывчатым веществом, обладающим хорошими взрывчатыми характеристиками и имеющим при этом высокую температуру плавления, и разработка способа его получения.The present invention is the creation of a new nitro compound containing both furazan and pyrazole rings, which is a new heat-resistant explosive with good explosive characteristics and having a high melting point, and the development of a method for its production.

Поставленная задача достигается новым соединением - 3-(3,5-динитропиразол-4-ил)-4-нитрофуразаном общей формулы (1)The problem is achieved by the new compound - 3- (3,5-dinitropyrazol-4-yl) -4-nitrofurazan of the general formula (1)

Figure 00000004
Figure 00000004

и способом его получения, заключающимся в том, что 3-нитрофуразан-4-уксусную кислоту (6) подвергают взаимодействию со смесью диметилформамида и хлорокиси фосфора с последующей обработкой реакционной смеси водным раствором кислоты, либо ее щелочной или щелочно-земельной соли, а полученную при этом слаборастворимую соль триметиниевого производного (7) обработывают гидразином или его производным, с последующим нитрованием полученного 3-(пиразол-4-ил)-4-нитрофуразана (8) серно-азотной нитрующей смесью при нагревании по следующей схеме:and the method for its preparation, namely, that 3-nitrofurazan-4-acetic acid (6) is reacted with a mixture of dimethylformamide and phosphorus oxychloride, followed by treatment of the reaction mixture with an aqueous solution of an acid, or its alkaline or alkaline-earth salt, and obtained this slightly soluble salt of the trimethinium derivative (7) is treated with hydrazine or a derivative thereof, followed by nitration of the obtained 3- (pyrazol-4-yl) -4-nitrofurazan (8) with a sulfur-nitrogen nitrating mixture when heated according to the following scheme:

Figure 00000005
Figure 00000005

Предложенный способ получения 3-(3,5-динитропиразол-4-ил)-4-нитрофуразана (1) включает три стадии.The proposed method for producing 3- (3,5-dinitropyrazol-4-yl) -4-nitrofurazan (1) includes three stages.

Первая стадия. Исходную 3-нитрофуразан-4-уксусную кислоту получают окислением 3-аминофуразан-4-уксусной кислоты окислительной смесью на основе перекиси водорода известным методом (И.В.Целинский, С.Ф.Мельникова, М.П.Зеленов. Журная органической химии, 1996, 32, (5), 766-769). Взаимодействие 3-нитрофуразан-4-уксусной кислоты (6) со смесью диметилформамида и хлорокиси фосфора может протекать при температуре от 20 до 110°С. С повышением температуры время, необходимое для завершения реакции, сокращается. Для получения слаборастворимой триметиниевой соли (7) в качестве кислоты, или ее щелочной, или щелочно-земельной соли, являющейся источником аниона X-, можно использовать, например, хлорную (X-=ClO4-), борфтористоводородную (X-=BF4-), гексафторфосфорную (X-=PF6-) и другие кислоты.First stage. The initial 3-nitrofurazan-4-acetic acid is obtained by oxidation of 3-aminofurazan-4-acetic acid with an oxidizing mixture based on hydrogen peroxide by the known method (I.V. Tselinsky, S.F. Melnikova, M.P. Zelenov. Zhurnaya organic chemistry, 1996, 32, (5), 766-769). The interaction of 3-nitrofurazan-4-acetic acid (6) with a mixture of dimethylformamide and phosphorus oxychloride can occur at a temperature of from 20 to 110 ° C. As the temperature rises, the time required to complete the reaction decreases. To obtain poorly soluble trimethinium salt (7) as the acid, or its alkaline, or alkaline-earth salt, which is the source of the X - anion, you can use, for example, perchloric (X - = ClO 4 - ), hydrofluoric (X - = BF 4 - ), hexafluorophosphoric (X - = PF 6 - ) and other acids.

Вторая стадия. Конденсацию соли 7 с гидразином можно осуществлять в широком диапозоне рН; пригодны и щелочные и кислотные условия, которые достигаются либо добавлением разного количества гидразингидрата, либо использованием солей гидразина с органическими или неорганическими кислотами, а также введением различных кислот или оснований.Second stage. The condensation of salt 7 with hydrazine can be carried out in a wide pH range; alkaline and acidic conditions are also suitable, which are achieved either by adding different amounts of hydrazine hydrate, or by using hydrazine salts with organic or inorganic acids, as well as by introducing various acids or bases.

Третья стадия. Нитрование осуществляется лишь при нагревании. Процесс можно вести при температуре от 50°С до температуры кипения азотной кислоты. Для усиления активности нитрующей смесью серную кислоту можно укреплять или заменять олеумом.Third stage. Nitration is carried out only when heated. The process can be carried out at a temperature of from 50 ° C to the boiling point of nitric acid. To enhance the activity of the nitrating mixture, sulfuric acid can be strengthened or replaced with oleum.

Строение полупродуктов и целевого соединения доказано данными элементного анализа, масс-, ИК-, ЯМР-спектров. Для соединения 1 также выполнен рентгеноструктурный анализ (см. чертеж).The structure of intermediates and the target compound is proved by the data of elemental analysis, mass, IR, NMR spectra. X-ray diffraction analysis was also performed for compound 1 (see drawing).

Таким образом, заявляемое соединение представляет собой производное неизвестной ранее комбинации фуразанового и пиразольного циклов с тремя нитрогруппами. Наличие в структуре заявляемого соединения N-H фрагмента, позволяет замещать протон, синтезируя различные производные, корректируя тем самым свойства молекулы.Thus, the claimed compound is a derivative of a previously unknown combination of furazan and pyrazole rings with three nitro groups. The presence in the structure of the claimed compounds N-H fragment, allows you to replace the proton, synthesizing various derivatives, thereby adjusting the properties of the molecule.

Предложенный способ основан на целесообразном сочетании трех последовательных реакций. Первая, превращение α-R-уксусной кислоты при обработке смесью диметилформамида и хлорокиси фосрора (реагента Вильсмаера) в триметиниевую соль. Вторая, формирование пиразольного цикла при взаимодействии триметиниевой соли с гидразином. Последняя, введение двух нитрогрупп в пиразольный цикл при нитровании серно-азотной смесью.The proposed method is based on the appropriate combination of three sequential reactions. The first is the conversion of α-R-acetic acid when treated with a mixture of dimethylformamide and phosphorus oxychloride (Wilsmaer reagent) to a trimethinium salt. The second, the formation of the pyrazole cycle in the interaction of the trimethinium salt with hydrazine. The latter is the introduction of two nitro groups into the pyrazole ring upon nitration with a sulfur-nitrogen mixture.

Лишь совокупность взятых для синтеза соединения формулы (1) последовательности действий и условий и выбранное исходное соединение дали возможность добиться одной из указанных целей - получить тринитропроизводное, содержащее в своей основе связанные простой связью фуразановый и пиразольный циклы.Only the totality of the sequence of actions and conditions taken for the synthesis of the compound of formula (1) and the selected starting compound made it possible to achieve one of these goals - to obtain a trinitro derivative containing, in its basis, furazan and pyrazole rings bound by a simple bond.

Предлагаемое соединения может найти применение в качестве компонента взрывчатых составов, твердых ракетных топлив и энергоемких составов различного назначения, эксплуатируемых при повышенных температурах (например, при буровзрывных работах в глубинных шахтах).The proposed compounds can be used as a component of explosive compositions, solid rocket fuels and energy-intensive compositions for various purposes, operated at elevated temperatures (for example, during drilling and blasting operations in deep mines).

В качестве базовых компонентов штатных термостойких взрывчатых веществ в настоящее время используются 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитробензол (ТАТБ) и 2,2',4,4',6,6'-гексанитростильбен (ГНС) [Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. По ред. Б.П.Жукова, Изд.2-е, М: Янус-К, 2000; J.Kohler, R. Meyer, Explosives. 4 ed., Weinheim: VCH, 1993].Currently, 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene (TATB) and 2,2 ', 4,4', 6,6'-hexanitrostilbene (GNS) are currently used as basic components of standard heat-resistant explosives. [Energy condensed systems. Brief Encyclopedic Dictionary. Ed. B.P. Zhukova, 2nd ed., M: Janus-K, 2000; J. Kohler, R. Meyer, Explosives. 4 ed., Weinheim: VCH, 1993].

Figure 00000006
Figure 00000006

Как видно из таблицы, эти соединения обладают высокой термической стойкостью, однако имеют средние энергетические и взрывчатые характеристики (теплота образования, ΔHf0; скорость детонации, D, давление детонации, PCJ). Оба вещества являются нитропроизводными бензола и не включают в свой состав фрагментов гетероциклов. Важным свойством ТАТБ, ГНС является низкая чувствительность к механическим воздействиям (удару и трению).As can be seen from the table, these compounds have high thermal stability, but have average energy and explosive characteristics (heat of formation, ΔH f 0 ; detonation velocity, D, detonation pressure, P CJ ). Both substances are nitro derivatives of benzene and do not include heterocycle fragments. An important property of TATB, GNS is its low sensitivity to mechanical stress (shock and friction).

Известно термостойкое взрывчатое вещество, в котором два динитропиразольных фрагмента связаны простой связью, такое как тетранитробипиразол (4) [I.L.Dalinger, T.К.Shkinyova, S.A.Shevelev, V.S.Kuzmin, E.A.Arnautova, T.S.Pivina. Proc. 29th International ICT-Conference, Energetic Materials - Production, Processing and Characterization, June 30 - July 3, 1998, Karlsruhe, FRG, 57/1-13.]. Соединение (4) является более мощным взрывчатым веществом, чем ТАТБ и ГНС, обладает хорошей термической стабильностью и низкой чувствительностью к механическим воздействиям.A heat-resistant explosive is known in which two dinitropyrazole moieties are linked by a single bond, such as tetranitrobipyrazole (4) [ILDalinger, T.K.Shkinyova, SAShevelev, VSKuzmin, EAArnautova, TSPivina. Proc. 29 th International ICT-Conference, Energetic Materials - Production, Processing and Characterization, June 30 - July 3, 1998, Karlsruhe, FRG, 57 / 1-13.]. Compound (4) is a more powerful explosive than TATB and GNS, has good thermal stability and low sensitivity to mechanical stress.

Другое штатное бризантное взрывчатое вещество, такое как октоген {Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. По ред. Б.П.Жукова, Изд.2-е, М: Янус-К, 2000; J.Kohler, R.Meyer, Explosives. 4 ed., Weinheim: VCH, 1993], превосходит по энергетическим характеристикам как ТАТБ и ГНС, так и соединение 4. Однако октоген имеет высокую чувствительность к механическим воздействиям.Another standard blasting explosive, such as HMX {Energy Condensed Systems. Brief Encyclopedic Dictionary. Ed. B.P. Zhukova, 2nd ed., M: Janus-K, 2000; J.Kohler, R. Meyer, Explosives. 4 ed., Weinheim: VCH, 1993], superior in energy characteristics to both TATB and GNS, and compound 4. However, the octogen has a high sensitivity to mechanical stress.

Figure 00000007
Figure 00000007

Такое взрывчатое вещество, как 4,4'-динитробифуразан (2) превосходит по взрывчатым свойствам октоген. Тем не менее, оно обладает аналогичной чувствительностью. К тому же, соединение (2) имеет низкую температуру плавления (см. таблицу) и повышенную летучесть, что ограничивает области его применения.An explosive such as 4,4'-dinitrobifurazan (2) surpasses the octogen in explosive properties. However, it has a similar sensitivity. In addition, compound (2) has a low melting point (see table) and increased volatility, which limits its application.

Таблица.
Сравнительные физические и термохимических характеристик заявляемого вещества 1 с аналогами.
Table.
Comparative physical and thermochemical characteristics of the claimed substance 1 with analogues.
ТАТБTATB ГНСSTS 4four 22 ОктогенOctogen Соединение 1Compound 1 Эмпирическая формулаEmpirical formula С6Н6N6О6 C 6 H 6 N 6 O 6 C14H6N6O6 C 14 H 6 N 6 O 6 C4N6O6 C 4 N 6 O 6 C6H2N8O8 C 6 H 2 N 8 O 8 C4H8N8O8 C 4 H 8 N 8 O 8 C5H1N7O7 C 5 H 1 N 7 O 7 Мол. весLike the weight 258.15258.15 354.24354.24 228.08228.08 314.13314.13 296.16296.16 271.11271.11 Содержание азота, %The nitrogen content,% 32.5532.55 23.7223.72 36.8536.85 35.6735.67 37.8437.84 36.1736.17 Кислородный коэффициент, kO Oxygen coefficient, k O 0.400.40 0.190.19 0.750.75 0.620.62 0.670.67 0.670.67 Плотность, d, г/см3 Density, d, g / cm 3 1.931.93 1.741.74 1.851.85 1.851.85 1.91.9 1.981.98 Т.пл., °СMp, ° C 330 (разл.)330 (decomp.) 318 (разл.)318 (decomp.) 8585 280 (разл.)280 (decomp.) 280 (разл.)280 (decomp.) 223 280 (разл.)223,280 (decomp.) Теплота образования, ΔHf0 ккал/мольHeat of formation, ΔH f 0 kcal / mol -36.85-36.85 +12.2+12.2 +101+101 +41+41 +17.9+17.9 +105+105 Скорость детонации, D, км/секKnock speed, D, km / s 78007800 70007000 89388938 82198219 91609160 85808580 Давление детонации, PCJ, кбарKnock Pressure, P CJ , kbar 284284 212212 369369 338338 382382 365365

Как видно из таблицы, характеристика соединения (1) занимает промежуточное положение между соединениями (2) и (4), превышает характеристики ТАТБ и ГНС и по ряду показателей приближается к октогену, но менее чувствительно, чем последний, к механическим воздействия (удару и трению).As can be seen from the table, the characteristic of compound (1) occupies an intermediate position between compounds (2) and (4), exceeds the characteristics of TATB and GNS and, in a number of indicators, approaches octogen, but is less sensitive than the latter to mechanical stress (shock and friction) )

Таким образом, получено новое соединение, построенное из связанных между собой простой связью фуразанового и пиразольного циклов, включающее три нитрогруппы, являющееся термостойким взрывчатым веществом, и разработан способ его получения. Необходимо отметить, что производные фуразана и пиразола широко используются при конструировании взрывчатых веществ, однако, ранее не использовались комбинация, включающая оба эти гетероцикла и три нитрогруппы.Thus, a new compound is obtained, constructed from interconnected by a simple bond of the furazan and pyrazole cycles, including three nitro groups, which is a heat-resistant explosive, and a method for its preparation is developed. It should be noted that derivatives of furazan and pyrazole are widely used in the construction of explosives, however, a combination that includes both of these heterocycles and three nitro groups has not been used previously.

Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.The present invention is illustrated by the following examples.

Пример. К смеси 4 мл диметилформамида и 2,2 мл хлорокиси фосфора добавляют 3,46 г (0,02 моля) 3-нитрофуразан-4-уксусной кислоты (6). Реакционную смесь перемешивают при 95-100°С в течение 2 ч, а затем охлаждали до 5-10°С и добавляли 4 мл этанола и раствор 2,45 г (0,02 моля) перхлората натрия в 7 мл воды. Полученную суспензию оставляют на ночь при 0-5°С. Отфильтровывают выпавший осадок промывают изопропанолом, высушивают на воздухе. После перекристаллизации из уксусной кислоты получают 3,5 г (51%) перхлората триметиниевого производного (7, X-=ClO4-) в виде желтых игольчатых кристаллов. Т.пл. 158-159°С.Example. To a mixture of 4 ml of dimethylformamide and 2.2 ml of phosphorus oxychloride, 3.46 g (0.02 mol) of 3-nitrofurazan-4-acetic acid are added (6). The reaction mixture was stirred at 95-100 ° C for 2 hours, and then cooled to 5-10 ° C and 4 ml of ethanol and a solution of 2.45 g (0.02 mol) of sodium perchlorate in 7 ml of water were added. The resulting suspension is left overnight at 0-5 ° C. The precipitate formed is filtered off, washed with isopropanol and dried in air. After recrystallization from acetic acid, 3.5 g (51%) of the trimethinium derivative (7, X - = ClO 4 - ) perchlorate are obtained in the form of yellow needle crystals. Mp 158-159 ° C.

Найдено, %: С 31.90; N 20.58; Н 4.18.Found,%: C 31.90; N, 20.58; H 4.18.

C9H14Cl1N5O7 (339.69)C 9 H 14 Cl 1 N 5 O 7 (339.69)

Вычислено, %: С 31.82; N 20.62; Н 4.15Calculated,%: C 31.82; N, 20.62; H 4.15

К суспензии 1,7 г (0,005 моля) перхлората триметиниевого производного (7) в смеси 10 мл этанола и 1 мл воды добавляли 0,45 г (0,0033 моля) тригидрата ацетата натрия и нагревали до растворения. К полученному раствору при перемешивании прикапывали раствор 0,5 г (0,01 моля) гидразингидрата и 0,5 мл уксусной кислоты в 3 мл этанола. Реакционную смесь кипятили 2 ч, а затем упаривали досуха. Остаток хроматографировали на колонке с силикагелем, элюент - хлороформ. Получили 0.71 г (78%) 3-(пиразол-4-ил)-4-нитрофуразана (8) в виде светло-кремового низкоплавкого вещества.To a suspension of 1.7 g (0.005 mol) of trimethinium derivative perchlorate (7) in a mixture of 10 ml of ethanol and 1 ml of water was added 0.45 g (0.0033 mol) of sodium acetate trihydrate and heated to dissolve. A solution of 0.5 g (0.01 mol) of hydrazine hydrate and 0.5 ml of acetic acid in 3 ml of ethanol was added dropwise to the resulting solution with stirring. The reaction mixture was boiled for 2 hours and then evaporated to dryness. The residue was chromatographed on a silica gel column; chloroform was the eluent. 0.71 g (78%) of 3- (pyrazol-4-yl) -4-nitrofurazan (8) was obtained in the form of a light cream low melting substance.

Найдено, %: С 33.12; N 38.65; H 1.68Found,%: C 33.12; N 38.65; H 1.68

C5H3N5O3 (181.11)C 5 H 3 N 5 O 3 (181.11)

Вычислено, %: С 33.16; N 38.67; H 1.67Calculated,%: C 33.16; N 38.67; H 1.67

К смеси 1,5 г 100%-ной азотной кислоты и 6 г 20%-ного олеума добавляли 1 г (0,0055 моля) пиразола 8 и перемешивали при 100°С в течение 12 часов. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры, отфильтровывали продукт, перекристаллизовали из водной трифторуксусной кислоты и высушили при 130-140°С. Получили 0,5 г (33.3%) целевого 3-(3,5-динитропиразол-4-ил)-4-нитрофуразана (1) в виде бесцветных мелких кристаллов, т.пл. 222-223°СTo a mixture of 1.5 g of 100% nitric acid and 6 g of a 20% oleum was added 1 g (0.0055 mol) of pyrazole 8 and stirred at 100 ° C for 12 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, the product was filtered off, recrystallized from aqueous trifluoroacetic acid, and dried at 130-140 ° C. Received 0.5 g (33.3%) of the target 3- (3,5-dinitropyrazol-4-yl) -4-nitrofurazan (1) in the form of colorless small crystals, so pl. 222-223 ° C

Найдено, %: С 22.13; N 36.18; Н 0.39Found,%: C 22.13; N 36.18; H 0.39

C5H1N7O7 (271.11)C 5 H 1 N 7 O 7 (271.11)

Вычислено, %: С 22.15; N 36.17; Н 0.37Calculated,%: C 22.15; N 36.17; H 0.37

Масс-спектр, m/z: 271 [M+]. 225 [M+ - NO2], 195 [M+ - NO2 - NO], 167, 150, 135, 103, 77.54, 46.Mass spectrum, m / z: 271 [M + ]. 225 [M + - NO 2 ], 195 [M + - NO 2 - NO], 167, 150, 135, 103, 77.54, 46.

ИК-спектр, (в KBr, ν, см-1): 3332, 1576, 1564, 1556, 1536, 1480, 1452, 1428, 1404, 1356, 1336, 1268, 1220, 1184, 1056, 1000, 916, 880, 844, 832, 816.IR spectrum (in KBr, ν, cm -1 ): 3332, 1576, 1564, 1556, 1536, 1480, 1452, 1428, 1404, 1356, 1336, 1268, 1220, 1184, 1056, 1000, 916, 880 , 844, 832, 816.

Спектр ЯМР 1H (DMSO-d6, δ, м.д.): 9.57 (NH). 1 H NMR Spectrum (DMSO-d 6 , δ, ppm): 9.57 (NH).

Спектр ЯМР 13С (DMSO-d6, δ, м.д.): 93.7, 142.7, 153.2, 160.0. 13 C NMR spectrum (DMSO-d 6 , δ, ppm): 93.7, 142.7, 153.2, 160.0.

Таким образом, получено новое соединения, представляющее собой тринитропроизводное, сформированное на основе молекулы, включающей связанные между собой простой связью фуразановый и пиразольный циклы, являющееся малочувствительным термостойким взрывчатым веществом, а также разработан способ его получения.Thus, a new compound is obtained, which is a trinitro derivative formed on the basis of a molecule that includes furazan and pyrazole rings bonded to each other, which is an insensitive heat-resistant explosive, and a method for its preparation has been developed.

Claims (3)

1. 3-(3,5-Динитропиразол-4-ил)-4-нитрофуразан формулы (1):
Figure 00000008
1. 3- (3,5-Dinitropyrazol-4-yl) -4-nitrofurazan of the formula (1):
Figure 00000008
2. Способ получения соединения по п.1, заключающийся в том, что 3-нитрофуразан-4-уксусную кислоту подвергают взаимодействию со смесью диметилформамида и хлорокиси фосфора с последующей обработкой реакционной смеси водным раствором кислоты либо ее щелочной или щелочноземельной соли, а полученную при этом слаборастворимую соль триметиниевого производного обрабатывают гидразином или его производным с последующим нитрованием полученного 3-(пиразол-4-ил)-4-нитрофуразана серно-азотной нитрующей смесью при нагревании.2. The method of obtaining the compound according to claim 1, which consists in the fact that 3-nitrofurazan-4-acetic acid is reacted with a mixture of dimethylformamide and phosphorus oxychloride, followed by treatment of the reaction mixture with an aqueous solution of an acid or its alkaline or alkaline earth salt, and the resulting a poorly soluble salt of the trimethinium derivative is treated with hydrazine or its derivative, followed by nitration of the obtained 3- (pyrazol-4-yl) -4-nitrofurazan with a sulfur-nitrogen nitrating mixture under heating. 3. Применение 3-(3,5-динитропиразол-4-ил)-4-нитрофуразана (1) по пп.1 и 2 в качестве термостойкого взрывчатого вещества. 3. The use of 3- (3,5-dinitropyrazol-4-yl) -4-nitrofurazan (1) according to claims 1 and 2 as a heat-resistant explosive.
RU2007129987/04A 2007-08-06 2007-08-06 3-(3,5-dinitropyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan, method of obtaining it and its application as thermostable explosive substance RU2343150C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129987/04A RU2343150C1 (en) 2007-08-06 2007-08-06 3-(3,5-dinitropyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan, method of obtaining it and its application as thermostable explosive substance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129987/04A RU2343150C1 (en) 2007-08-06 2007-08-06 3-(3,5-dinitropyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan, method of obtaining it and its application as thermostable explosive substance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2343150C1 true RU2343150C1 (en) 2009-01-10

Family

ID=40374160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007129987/04A RU2343150C1 (en) 2007-08-06 2007-08-06 3-(3,5-dinitropyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan, method of obtaining it and its application as thermostable explosive substance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2343150C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2674964C1 (en) * 2018-03-12 2018-12-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) 1,1-dinitro-1-(4-nitro-3-(1h-tetrazol-1-yl)-1h-pyrazole-1-yl)methane potassium salt and method for preparation thereof
RU2760680C1 (en) * 2021-04-27 2021-11-29 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) 3-(3,4-dinitropyrazole-5- yl)-4-nitrofurazane and its preparation method
RU2762560C1 (en) * 2021-04-27 2021-12-21 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) 3-(3-nitropyrazol-5-yl -4-nitrofurazan and a method for its preparation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Coburn, Michael D. Picrylamino-substituted heterocycles. II. Furazans. Journal of Heterocyclic Chemistry, 1968, vol.5(1), p.83-87. Dalinger Igor L., Shkinyova Tatyana K., Shevelev Svyatoslav A., Kuz'min Vladimir S., Arnautova Elena A., Pivina Tatyana S. Synthesis and physicochemical properties of polycyclic nitropyrazoles. 29 th International Annual Conference of ICT (Energetic Materials), 1998, 57.1-57.13. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2674964C1 (en) * 2018-03-12 2018-12-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) 1,1-dinitro-1-(4-nitro-3-(1h-tetrazol-1-yl)-1h-pyrazole-1-yl)methane potassium salt and method for preparation thereof
RU2760680C1 (en) * 2021-04-27 2021-11-29 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) 3-(3,4-dinitropyrazole-5- yl)-4-nitrofurazane and its preparation method
RU2762560C1 (en) * 2021-04-27 2021-12-21 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) 3-(3-nitropyrazol-5-yl -4-nitrofurazan and a method for its preparation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Klapötke et al. Thermal stabilization of energetic materials by the aromatic nitrogen-rich 4, 4′, 5, 5′-tetraamino-3, 3′-bi-1, 2, 4-triazolium cation
Sheremetev et al. Dinitro trifurazans with oxy, azo, and azoxy bridges
Wang et al. Synthesis of 1-(2 H-tetrazol-5-yl)-5-nitraminotetrazole and its derivatives from 5-aminotetrazole and cyanogen azide: a promising strategy towards the development of C–N linked bistetrazolate energetic materials
Sheremetev et al. Ionic Liquids as Unique Solvents in One‐Pot Synthesis of 4‐(N, 2, 2, 2‐Tetranitroethylamino)‐3‐R‐Furazans
Lei et al. A facile strategy for synthesizing promising pyrazole-fused energetic compounds
JP5460584B2 (en) Dinitropyrazole derivative, process for producing the same, and active compound containing the same
Wang et al. Synthesis, Characterization and Thermal Properties of Energetic Compounds Derived from 3‐Amino‐4‐(tetrazol‐5‐yl) furazan
JP2010515711A (en) Furazane derivatives, their preparation, and high energy compositions containing furazane derivatives
JPS59181249A (en) Azidonitramine, manufacture and use
RU2343150C1 (en) 3-(3,5-dinitropyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan, method of obtaining it and its application as thermostable explosive substance
Licht et al. 2, 4, 6‐Trinitropyridine and related compounds, synthesis and characterization
Habert et al. Synthesis and reactivity of 5-hydrazino-3-nitro-1, 2, 4-triazole (HNT): an amphoteric energetic platform
Benz et al. Melt castable derivatives of pentaerythritol tetranitrate
Yin et al. Nitrogen-rich salts of 1-aminotetrazol-5-one: oxygen-containing insensitive energetic materials with high thermal stability
Joo et al. Denitration of hydrazinium nitroformate to form hydrazinium dinitromethanide
Joo et al. Polynitramino compounds outperform PETN
US4329522A (en) 1,3,5,7-Tetranitroadamantane and process for preparing same
Yan et al. 5, 7-diamine-2-nitro-1, 2, 4-triazolo [1, 5-a]-1, 3, 5-triazine (ANTT): A nitrogen-rich compound suitable for gas generators
Xue et al. Methyl nitrate energetic compounds based on bicyclic scaffolds of furazan–isofurazan (isoxazole): syntheses, crystal structures and detonation performances
CN105272929A (en) 5-nitryl-1,2,4-triazole-5-ketone compound of oxalyl dihydrazide
CN105646390B (en) 3,4 pairs of (dinitro ylmethyl) furoxan dihydrazinites
RU2762560C1 (en) 3-(3-nitropyrazol-5-yl -4-nitrofurazan and a method for its preparation
CN110218164B (en) Energetic material 1, 3-bis (3,4, 5-trifluoro-2, 6-dinitrophenyl) urea and preparation method and application thereof
RU2747110C1 (en) Substituted [(3-nitro-1h-1,2,4-triazol-1-yl)-nno-azoxy]furazanes and production method thereof
RU2760680C1 (en) 3-(3,4-dinitropyrazole-5- yl)-4-nitrofurazane and its preparation method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120807