RU2445311C1 - Method of producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane - Google Patents

Method of producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane Download PDF

Info

Publication number
RU2445311C1
RU2445311C1 RU2010137071/04A RU2010137071A RU2445311C1 RU 2445311 C1 RU2445311 C1 RU 2445311C1 RU 2010137071/04 A RU2010137071/04 A RU 2010137071/04A RU 2010137071 A RU2010137071 A RU 2010137071A RU 2445311 C1 RU2445311 C1 RU 2445311C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tetraazabicyclo
octane
hno
acid
anhydride
Prior art date
Application number
RU2010137071/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антонина Алексеевна Лобанова (RU)
Антонина Алексеевна Лобанова
Сергей Викторович Сысолятин (RU)
Сергей Викторович Сысолятин
Геннадий Викторович Сакович (RU)
Геннадий Викторович Сакович
Александр Сергеевич Жарков (RU)
Александр Сергеевич Жарков
Олег Алексеевич Ефимов (RU)
Олег Алексеевич Ефимов
Николай Иосифович Попов (RU)
Николай Иосифович Попов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай"
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 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" filed Critical Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай"
Priority to RU2010137071/04A priority Critical patent/RU2445311C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2445311C1 publication Critical patent/RU2445311C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention relates to organic chemistry and specifically to a method of producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane, involving nitration of a salt of 2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane-2,4,6,8-tetrasulphonic acid, characterised by that nitration is carried out with a mixture of nitric acid and nitric anhydride or a mineral acid and/or anhydride thereof or an organic acid or anhydride thereof.
EFFECT: novel method of producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane, characterised by high output of the end product.
1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения 2,4,6,8-тетранитро-2,4,6,8-тетраазабицикло[3,3,0]октана (БЦО), использующегося в качестве термостойкого мощного взрывчатого вещества.The invention relates to organic chemistry, and specifically to a method for producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] octane (BCO), which is used as a heat-resistant powerful explosive.

Известен способ получения БЦО (US Pat. 5659032 "Process for synthesis of 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane" G.Eck, M.Piteau, Societe nationale des poudres et explosives, Paris, France, 19.08.1997.), принятый за прототип, включающий нитрование исходного продукта.A known method of obtaining BCO (US Pat. 5659032 "Process for synthesis of 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo [3,3,0] octane" G.Eck, M.Piteau, Societe nationale des poudres et explosives, Paris, France, 08.19.1997.), Adopted for the prototype, including nitration of the original product.

При этом в качестве исходного продукта используют 2,4,6,8-тетраацетил-2,4,6,8-тетраазабицикло[3,3,0]октан, который нитруют борфторидом нитрония в апротонных растворителях (ацетонитрил, нитрометан, хлорированные углеводороды):In this case, 2,4,6,8-tetraacetyl-2,4,6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] octane is used as the starting product, which is nitrated with nitronium boron fluoride in aprotic solvents (acetonitrile, nitromethane, chlorinated hydrocarbons) :

Figure 00000001
Figure 00000001

Выход БЦО, полученного по данному способу, составляет 20%. Используемая соль нитрония - малодоступный и дорогостоящий агент.The output of the BCO obtained by this method is 20%. The nitronium salt used is an inaccessible and expensive agent.

Задачей заявляемого изобретения является создание эффективного способа получения БЦО, позволяющего повысить выход целевого продукта при одновременном использовании классического нитрующего агента, что обеспечивает повышение экономической привлекательности способа.The objective of the invention is the creation of an effective method for producing BCO, which allows to increase the yield of the target product while using a classic nitrating agent, which increases the economic attractiveness of the method.

Поставленная задача решается предложенным способом получения БЦО, включающим нитрование соли 2,4,6,8-тетраазабицикло[3,3,0]октан-2,4,6,8-тетрасульфокислоты. Особенность заключается в том, что нитрование осуществляют смесью азотной кислоты с азотным ангидридом или с минеральной кислотой и/или ее ангидридом или с органической кислотой или ее ангидридом.The problem is solved by the proposed method for obtaining BCO, including nitration of the salt of 2,4,6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetrasulfonic acid. The peculiarity lies in the fact that the nitration is carried out with a mixture of nitric acid with nitric anhydride or with mineral acid and / or its anhydride or with organic acid or its anhydride.

Выход целевого продукта составляет до 75%:The yield of the target product is up to 75%:

Figure 00000002
Figure 00000002

Не известно техническое решение поставленной задачи, в котором бы имело место предложенное сочетание признаков. Предлагаемый способ отличается от известного из уровня техники способа получения БЦО иным нитрующим агентом.It is not known the technical solution to the problem in which the proposed combination of features would take place. The proposed method differs from the prior art method for producing BCO by another nitrating agent.

В свою очередь, соль 2,4,6,8-тетраазабицикло[3,3,0]октан-2,4,6,8-тетрасульфокислоты легкодоступна конденсацией соответствующей соли сульфаминовой кислоты с формальдегидом и глиоксалем.In turn, the 2,4,6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetrasulfonic acid salt is readily available by condensation of the corresponding sulfamic acid salt with formaldehyde and glyoxal.

Figure 00000003
Figure 00000003

Сведения, подтверждающие возможность осуществления способаInformation confirming the possibility of implementing the method

Пример 1-21Example 1-21

В трехгорлую колбу вместимостью 50 мл, снабженную мешалкой и термометром, помещают нитрующий агент и охлаждают до необходимой температуры. При этой температуре дозируют соль 2,4,6,8-тетраазабицикло[3,3,0]октан-2,4,6,8-тетрасульфокислоты (например, калиевую, или литиевую, или натриевую, или рубидиевую, или цезиевую, или аммониевую, или метиламмониевую, или триметиламмониевую, или триэтиламмониевую, или кальциевую, или бариевую, или стронциевую), выдерживают 30 мин и разбавляют смесью воды со льдом. Образовавшийся БЦО фильтруют, промывают на фильтре водой до отсутствия кислой реакции, сушат. Дополнительные параметры процесса получения БЦО представлены в таблице.In a three-necked flask with a capacity of 50 ml, equipped with a stirrer and a thermometer, a nitrating agent is placed and cooled to the required temperature. At this temperature, a salt of 2,4,6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetrasulfonic acid (for example, potassium, or lithium, or sodium, or rubidium, or cesium, or ammonium, or methylammonium, or trimethylammonium, or triethylammonium, or calcium, or barium, or strontium), incubated for 30 minutes and diluted with a mixture of water and ice. The resulting BCO is filtered, washed on the filter with water until acidic, and dried. Additional parameters of the process of obtaining BCO are presented in the table.

Спектр ЯМР 13С (ацетон d6):(δ, м.д.): 5,65 и 6,65 (два д, 4Н, СН2), 7,86 (с, 2Н, СН). 13 C NMR spectrum (acetone d 6 ) :( δ, ppm): 5.65 and 6.65 (two d, 4H, CH 2 ), 7.86 (s, 2H, CH).

Спектр ЯМР 13С (ацетон d6):(δ, м.д.): 64,91 (СН2); 78,14 (СН). 13 C NMR spectrum (acetone d 6 ) :( δ, ppm): 64.91 (CH 2 ); 78.14 (CH).

Пример 22Example 22

К раствору 100 г, например, калиевой соли сульфаминовой кислоты в 180 мл воды при рН 2,5-2,8 и температуре 45°С в течение 45 мин прилили 25 г 40% формалина и 25 г 40% глиоксаля. Выдержали при этой температуре 30 мин, охладили до 5°С. После завершения выпадения осадка калиевой соли 2,4,6,8-тетраазабицикло[3,3,0]октан-2,4,6,8-тетрасульфокислоты ее отфильтровывают, промывают небольшим количеством охлажденной воды и высушивают до постоянного веса. Получают 80 г соли с 80% выходом.To a solution of 100 g, for example, the potassium salt of sulfamic acid in 180 ml of water at a pH of 2.5-2.8 and a temperature of 45 ° C, 25 g of 40% formalin and 25 g of 40% glyoxal were added over 45 minutes. Maintained at this temperature for 30 minutes, cooled to 5 ° C. After the precipitation of the potassium salt of 2,4,6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetrasulfonic acid is complete, it is filtered off, washed with a small amount of chilled water and dried to constant weight. Obtain 80 g of salt in 80% yield.

Спектр ЯМР 1Н (D2O): (δ, от DSS, м.д.): 4,38 и 4,88 (два д, 4Н, СН2); 5,67 (с, 2Н, СН). 1 H NMR Spectrum (D 2 O): (δ, from DSS, ppm): 4.38 and 4.88 (two d, 4H, CH 2 ); 5.67 (s, 2H, CH).

Спектр ЯМР 13С (D2O): (δ, м.д.): 67,0 (CH2); 81,1 (СН). 13 C NMR Spectrum (D 2 O): (δ, ppm): 67.0 (CH 2 ); 81.1 (CH).

Аналогично получают другие соли - литиевую, натриевую, рубидиевую, цезиевую, аммониевую, метиламмониевую, триметиламмониевую, триэтиламмониевую, кальциевую, бариевую, стронциевую.Other salts are similarly prepared - lithium, sodium, rubidium, cesium, ammonium, methylammonium, trimethylammonium, triethylammonium, calcium, barium, strontium.

№ п/пNo. p / p Нитрующий агентNitrating agent Т, °СT, ° С МодульModule Выход, %Exit, % 1one HNO3 (концентрация - 100%)HNO 3 (concentration - 100%) -30-thirty 1010 6868 22 HNO3 (концентрация - 100%)HNO 3 (concentration - 100%) -15-fifteen 1010 5858 33 HNO3 (концентрация - 100%)HNO 3 (concentration - 100%) 00 1010 4040 4four HNO3 (концентрация - 97%)HNO 3 (concentration - 97%) -30-thirty 1010 5656 55 HNO3 (концентрация - 97%)HNO 3 (concentration - 97%) -15-fifteen 1010 3737 66 HNO3 (концентрация - 97%)HNO 3 (concentration - 97%) 00 1010 88 77 12% N2O5 в HNO3 12% N 2 O 5 in HNO 3 -30-thirty 88 7575 88 12% N2O5 в HNO3 12% N 2 O 5 in HNO 3 00 88 5656 99 12% N2O5 в HNO3 12% N 2 O 5 in HNO 3 -30-thirty 4,54,5 6969 1010 6% N2O5 в HNO3 6% N 2 O 5 in HNO 3 -30-thirty 4,54,5 6666 11eleven Смесь H2SO4 и HNO3 (10:90)A mixture of H 2 SO 4 and HNO 3 (10:90) -30-thirty 4four 5858 1212 Смесь H2SO4 и HNO3 (30:70)A mixture of H 2 SO 4 and HNO 3 (30:70) -30-thirty 1010 5252 1313 Смесь H2SO4 и HNO3 (30:70)A mixture of H 2 SO 4 and HNO 3 (30:70) 00 1010 3131 14fourteen Смесь 20% олеум с HNO3 (30:70)A mixture of 20% oleum with HNO 3 (30:70) -30-thirty 1010 50fifty 15fifteen Смесь 20% олеум с HNO3 (50:50)A mixture of 20% oleum with HNO 3 (50:50) -30-thirty 1010 50fifty 1616 Смесь 20% олеум с HNO3 (30:70)A mixture of 20% oleum with HNO 3 (30:70) 00 1010 3434 1717 Смесь уксусного ангидрида с HNO3 (10:90)A mixture of acetic anhydride with HNO 3 (10:90) 00 66 4545 18eighteen Смесь уксусного ангидрида с HNO3 (20:80)A mixture of acetic anhydride with HNO 3 (20:80) 00 66 4747 1919 Смесь уксусного ангидрида с HNO3 (30:70)A mixture of acetic anhydride with HNO 3 (30:70) 00 66 4949 20twenty Смесь уксусного ангидрида с HNO3 (30:70)A mixture of acetic anhydride with HNO 3 (30:70) -30-thirty 66 5656 2121 Смесь уксусной кислоты с HNO3 (10:90)A mixture of acetic acid with HNO 3 (10:90) -30-thirty 66 5252

Реализация заявляемого технического решения позволит удовлетворить существующую потребность в эффективном и экономически привлекательном способе получения БЦО.The implementation of the proposed technical solution will satisfy the existing need for an effective and economically attractive way to obtain BCO.

Claims (1)

Способ получения 2,4,6,8-тетранитро-2,4,6,8-тетраазабицикло[3,3,0]октана, включающий нитрование соли 2,4,6,8-тетраазабицикло[3,3,0]октан-2,4,6,8-тетрасульфокислоты, отличающийся тем, что нитрование осуществляют смесью азотной кислоты с азотным ангидридом, или с минеральной кислотой и/или ее ангидридом, или с органической кислотой или ее ангидридом. A method for producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] octane, comprising nitration of a salt of 2,4,6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] octane -2,4,6,8-tetrasulfonic acid, characterized in that the nitration is carried out with a mixture of nitric acid with nitric anhydride, or with mineral acid and / or its anhydride, or with an organic acid or its anhydride.
RU2010137071/04A 2010-09-06 2010-09-06 Method of producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane RU2445311C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010137071/04A RU2445311C1 (en) 2010-09-06 2010-09-06 Method of producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010137071/04A RU2445311C1 (en) 2010-09-06 2010-09-06 Method of producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2445311C1 true RU2445311C1 (en) 2012-03-20

Family

ID=46030103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010137071/04A RU2445311C1 (en) 2010-09-06 2010-09-06 Method of producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2445311C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110117289A (en) * 2019-05-10 2019-08-13 中北大学 The method that two-step method prepares CL-20

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5659032A (en) * 1994-02-22 1997-08-19 Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs Process for the synthesis of 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo (3.3.0) octane

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5659032A (en) * 1994-02-22 1997-08-19 Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs Process for the synthesis of 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo (3.3.0) octane

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sysolyatin S.V. et al. Synthesis of polycyclic nitramines be nitration of condensation products of glyoxal and formaldehyde with sulfamic acid salts" // 37 th Annual. conference of ICT, Karlsruhe, 2006, pp.141/1-141/12. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110117289A (en) * 2019-05-10 2019-08-13 中北大学 The method that two-step method prepares CL-20
CN110117289B (en) * 2019-05-10 2022-01-04 中北大学 Method for preparing CL-20 by two-step method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2445311C1 (en) Method of producing 2,4,6,8-tetranitro-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3,3,0]octane
Robson et al. The synthesis of secondary nitramines by the nitrolysis of N, N-disubstituted amides
JP5677980B2 (en) Preparation of lead-free explosives
Luk’yanov et al. Bis (nitro-and polynitromethyl-ONN-azoxy) azoxyfurazans and some of their derivatives
JP4202969B2 (en) Synthesis method of hexanitrohexaazai soultitan
US4028410A (en) Process of preparing 1,3-bis(2-chloroethyl)-1-nitrosourea
RU2557552C1 (en) 3,3'-bis(fluorodinitromethyl-onn-azoxyfurazanyl)furoxane and method of obtaining thereof
RU2343150C1 (en) 3-(3,5-dinitropyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan, method of obtaining it and its application as thermostable explosive substance
Sikder et al. Studies on 2, 4, 6-trinitrophloroglucinol (TNPG)—a novel flash sensitizer
RU2581050C1 (en) Bis(fluorodinythromethyl-onn-azoxy)azoxyfurazan and preparation method thereof
Coburn Nitro derivatives of 1‐picrylbenzotriazole
AU2018266244B2 (en) A method for producing potassium 1,1 -dinitramino-5,5-bistetrazolate and explosive compositions comprising said salt
RU2540278C2 (en) Method of obtaining 2,4,5,7-tetranitroxanthone
CN114315746A (en) 3, 6-bis (dinitromethyl) -1,2,4, 5-tetrazine and synthetic method thereof
CN103864693B (en) Method for preparing low-sensitivity high-energy explosive 1-amino-2,4-dinitroimidazole
SU578885A3 (en) Method of preparing 2,5,8,-tris-(o-or p-nitrophenyl-tris-triazolebenzol)
RU2760680C1 (en) 3-(3,4-dinitropyrazole-5- yl)-4-nitrofurazane and its preparation method
US1560427A (en) Explosive and process of making same
SU82150A1 (en) Method for producing picric acid by nitration of dinitrophenol
RU2640415C2 (en) 2,3,5,6-tetraazidopyridin-4-carbonitrile and method of its production
RU2762560C1 (en) 3-(3-nitropyrazol-5-yl -4-nitrofurazan and a method for its preparation
US2978485A (en) N-nitrocarbamates
US2460265A (en) Arylalkylnitroalcohols
US1926080A (en) Artificial musk
RU2484087C1 (en) Method of producing 2,4,6-tri(2,4,6-trinitrophenyl)-1,3,5-triazine

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190907