RU2812574C1 - Соли 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-c][1,2,5]оксадиазола и способ их получения - Google Patents

Соли 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-c][1,2,5]оксадиазола и способ их получения Download PDF

Info

Publication number
RU2812574C1
RU2812574C1 RU2023106217A RU2023106217A RU2812574C1 RU 2812574 C1 RU2812574 C1 RU 2812574C1 RU 2023106217 A RU2023106217 A RU 2023106217A RU 2023106217 A RU2023106217 A RU 2023106217A RU 2812574 C1 RU2812574 C1 RU 2812574C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxadiazole
triazolo
nitramino
resulting
treated
Prior art date
Application number
RU2023106217A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Александрович Воронин
Софья Павловна Балабанова
Михаил Сергеевич Кленов
Александр Михайлович Чураков
Владимир Александрович Тартаковский
Original Assignee
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) filed Critical ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2812574C1 publication Critical patent/RU2812574C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к способу получения солей 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола общей формулы (I), где X = NH4 (Ia) или N2H5 (Iб), заключающемуся в том, что 4-азидо-3-амино-[1,2,5]оксадиазол (V) подвергают взаимодействию с нитрозирующим реагентом в среде органической кислоты при пониженной температуре с последующей обработкой реакционной смеси бис(2-цианоэтил)амином в среде полярного апротонного органического растворителя, образующийся при этом 3,3'-(3-(4-азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)дипропионитрил (VI) подвергают нагреванию, полученный при этом 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол (VII) обрабатывают основанием в среде полярного протонного органического растворителя, образующийся при этом 5-((2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол (VIII) подвергают обработке нитрующим реагентом в среде полярного апротонного органического растворителя с последующей обработкой реакционной смеси гидроксидом калия в среде полярного протонного органического растворителя при пониженной температуре, образующуюся при этом калиевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (IX) обрабатывают нитратом серебра в воде, с последующим выделением полученной при этом серебряной соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X) и далее, при необходимости получения аммониевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia), полученное соединение X обрабатывают хлоридом аммония в воде, либо, при необходимости получения гидразиниевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Iб), соединение X обрабатывают моногидрохлоридом гидразина в воде. Технический результат – разработан способ получения новых солей 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (I) с высоким выходом, которые могут найти применение в качестве энергоемких соединений могут представить интерес в качестве энергоемких наполнителей перспективных высокоимпульсных СТРТ и других энергетических конденсированных систем. 1 табл., 6 пр.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, а именно, к химии энергоемких гетероциклических соединений, конкретно, к новым, неописанным в литературе, солям 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола общей структурной формулы:
где X = NH4 (Ia) или N2H5 (Iб),
и к способу их получения. Соединения общей формулы I могут найти применение в качестве энергоемких наполнителей смесевых твердых ракетных топлив (СТРТ) и других энергетических конденсированных систем. В литературе описана структурно аналогичная К-соль 2-(нитроамино)бензо[d][1,2,3]триазола (по данным базы SciFinder CAS American Chemical Society) формулы:
(A.R. Katritzky, J.W. Mitchell, 'W-oxides and related compounds. Part XLIII. Formation of N-nitroimides by base-catalysed nitration", J. Chem. Soc, Perkin Trans. 1,1973, 2624-2626).
Описанная структурно аналогичная К-соль 2-(нитроамино)бензо[d][1,2,3]триазола формулы II не является энергоемким соединением.
Также в литературе описаны структурно аналогичные соли 4Н-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (по данным базы SciFinder CAS American Chemical Society), общей формулы:
где X = NH4 (IIIa), N2H5 (IIIб)
(X. Li, В. Wang, Y. Li, H. Li, С.Zhou, Y. Zhang, P. Lian "Synthesis of 5Я-[l,2,3]Triazolo[4,5-c][1,2,5]oxadiazole and Its Energetic Derivatives", Chin J. Energy Mater., 2013, 21, 717-720).
Известные соли [1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола общей формулы III являются энергоемкими соединениями, однако в литературе отсутствуют данные по плотностям и энтальпиям образования в твердой фазе этих соединений, а также они характеризуются очень низкими значениями коэффициента избытка окислителя (α = 0.15-0.17), что делает малоэффективным применение соединений общей формулы III в качестве энергоемких наполнителей.
Также в литературе описаны структурно аналогичные соли 4Н-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол-5-оксида (по данным базы SciFinder CAS American Chemical Society), общей формулы:
где X = NH4 (IVa), N2H5 (IVб)
(A.A. Voronin, I.V. Fedyanin, A.M. Churakov, A.N. Pivkina, N.V. Muravyev, Y.A. Strelenko, M.S. Klenov, D.B. Lempert, V.A. Tartakovsky "4Н-[1,2,3]Triazolo[4,5-c][1,2,5]oxadiazole 5-oxide and Its Salts: Promising Multipurpose Energetic Materials", ACS Appl. Energ. Mat, 2020, 9, 9401-9407).
Соединения общей формулы IV характеризуются приемлемыми значениями энтальпии образования в твердой фазе и плотности, но при этом обладают невысокими значениями коэффициента избытка окислителя (α = 0.31-0.33), что делает малоэффективным применение этих соединений в качестве энергоемких наполнителей СТРТ.
Технической задачей предлагаемого изобретения является изыскание новых энергоемких соединений ряда 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола, характеризующихся сочетанием оптимального значения коэффициента избытка окислителя, высокой энтальпии образования в твердой фазе и высокой плотности, что обеспечит эффективность их применения в качестве энергоемких наполнителей СТРТ, а также разработка способа их получения.
Поставленная техническая задача достигается новыми, неописанными в литературе, солями 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола общей формулы:
где X = NH4 (Ia) или N2H5 (Iб), и способом их получения.
Предлагаемые соединения общей формулы I являются первыми энергоемкими веществами, в которых нитрамидный фрагмент связан с высокоэнтальпийным [1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазольным фрагментом, что обеспечивает большее значение коэффициента избытка окислителя (α > 0.4) по сравнению с соединениями общей формулы III и общей формулы IV (α = 0.15-0.33), высокую энтальпию образования в твердой фазе и высокую плотность (d > 1.70 г/см3).
Соединения общей формулы I могут найти применение в качестве энергоемких наполнителей (СТРТ) и других энергетических конденсированных систем.
В таблице представлены физико-химические и энергетические характеристики солей 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia,б) в сравнении с солями [1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол-5-оксида (IVa,б) и октогеном - наиболее эффективным штатным энергоемким наполнителем смесевых твердых ракетных топлив.
Как видно из данных таблицы, предлагаемые соединения формулы Ia и Iб превосходят соответствующие структурные аналоги по значениям коэффициента избытка окислителя и плотности, а эффективный штатный энергоемкий наполнитель СТРТ октоген по энтальпии образования в твердой фазе.
Предложен также способ получения солей 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола общей формулы:
где X = NH4 (Ia) или N2H5 (Iб), заключающийся в том, что 4-азидо-3-амино-[1,2,5]оксадиазол (V) подвергают взаимодействию с нитрозирующим реагентом в среде органической кислоты при пониженной температуре с последующей обработкой реакционной смеси бис(2-цианоэтил)амином в среде полярного апротонного органического растворителя, образующийся при этом 3,3'-(3-(4-азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)дипропионитрил (VI) подвергают нагреванию, полученный при этом 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол (VII) обрабатывают основанием в среде полярного протонного органического растворителя, образующийся при этом 5-((2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол (VIII) подвергают обработке нитрующим реагентом в среде полярного апротонного органического растворителя с последующей обработкой реакционной смеси гидроксидом калия в среде полярного протонного органического растворителя при пониженной температуре, образующуюся при этом калиевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (IX) обрабатывают нитратом серебра в воде, с последующим выделением полученной при этом серебряной соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X) и далее, при необходимости получения аммониевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia), полученное соединение X обрабатывают хлоридом аммония в воде, либо, при необходимости получения гидразиниевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Iб), соединение X обрабатывают моногидрохлоридом гидразина в воде. Процессы получения целевых продуктов Ia и Iб протекают по следующей схеме:
В качестве нитрозирующего реагента на стадии получения 3,3'-(3-(4-азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)дипропионитрила (VI) используют, например, тетрафторборат нитрозония (NOBF4X в качестве органической кислоты, например, трифторуксусную кислоту, а в качестве полярного апротонного органического растворителя используют, например, хлористый метилен, хлороформ. Процесс проводят при пониженной температуре, преимущественно, при температуре -35-5°С. На стадии получения 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VII) процесс проводят при нагревании, преимущественно, при температуре 60-70°С без растворителя, либо при кипячении в среде полярного апротонного органического растворителя, например, ацетонитрила.
В качестве основания на стадии получения 5-((2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VIII) используют, например, гидроксид калия, а в качестве полярного протонного органического растворителя используют, например, метанол, этанол. Процесс проводят преимущественно при комнатной температуре.
В качестве нитрующего реагента при нитровании 5-((2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VIII) используют, например, тетрафторборат нитрония (NO2BF4), а в качестве полярного апротонного растворителя используют, например, ацетонитрил.
В качестве полярного протонного органического растворителя при получении калиевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (IX) используют, например, метанол, этанол. Процесс нитрования и получения калиевой соли проводят при низкой температуре, преимущественно, при температуре -30°С.
Полученную калиевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (IX) обрабатывают нитратом серебра в воде с последующим выделением серебряной соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X). Полученная серебряная соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X) является новым соединением и которую используют в дальнейшем для получения как аммониевой соли обработкой хлоридом аммония в воде, так и гидразиниевой обработкой соединения X моногидрохлоридом гидразина в воде. Исходный 4-азидо-3-амино-[1,2,5]оксадиазол (V) получен из 3,4-диамино-[1,2,5]оксадиазола по опубликованной методике (О. А. Ракитин, О. А. Залесова, А. С.Куликов, Н. Н. Махова, Т. И. Годовикова, Л. И. Хмельницкий, "Синтез и реакционная способность фуразанил- и фуроксанилдиазониевых солей", Изв. АН, Сер. Хим., 1993,11, 1949-1953).
Техническим результатом настоящего изобретения является создание энергоемких солей нового типа 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола общей формулы I, где X = NH4 (Ia) или N2H5 (Iб) и разработка способа их получения. Соединения Ia и Iб имеют оптимальные значения коэффициента избытка окислителя (α = 0.5 и 0.46, соответственно), высокие значения энтальпии образования в твердой фазе (642 и 738 ккал/кг, соответственно), хорошую плотность (1.719 и 1.795 г/см3, соответственно). Благодаря такому сочетанию характеристик соли 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола Ia,б могут представить интерес в качестве энергоемких наполнителей перспективных высокоимпульсных СТРТ.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами, не ограничивающими его объем.
Пример 1. Получение аммониевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с] [1,2,5]оксадиазола (Ia).
Стадия 1. Получение (E)-3,3'-(3-(4-азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)дипропионитрила (VI).
NOBF4 (760 мг, 6.5 ммоль) добавили к интенсивно перемешиваемому раствору 4-азидо-3-амино-[1,2,5]оксадиазола (V) (760 мг, 6 ммоль) в трифторуксусной кислоте (ТФА) (4 мл) при 0-5°С в атмосфере аргона. Реакционную массу выдерживали при этой температуре в течение 3 ч, после чего трифторуксусную кислоту удалили в вакууме масляного насоса при 0-5°С.К полученному остатку, охлажденному до -35°С, добавили одной порцией охлажденный до -35°С раствор бис(2-цианоэтил)амина (3 г, 24.4 ммоль) в CH2Cl2 (10 мл) при интенсивном перемешивании. Реакционную массу плавно нагрели до комнатной температуры, растворитель удалили в вакууме, остаток очистили колоночной хроматографией на силикагеле (элюент: EtOAc / петролейный эфир, 1:1). Получили (E)-3,3'-(3-(4-азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)дипропионитрил (VI) (825 мг, (53%) в виде белых кристаллов. ДСК (5°С-мин-1): Тпл.=79°С. Масс-спектр высокого разрешения (ESI): Найдено: m/z: 278.1221 [М+NH4]+. C8H8N10O. Вычислено: m/z: 278.1221 [M+NH4]+. ИК-спектр (KBr), v/cm-1: 592, 631, 748, 766, 889, 916, 943, 1014, 1146, 1173, 1190, 1279, 1307, 1340, 1349, 1382, 1404, 1438, 1470, 1495, 1561, 2140, 2166, 2254, 2935, 2963, 3012. Спектр ЯМР 1H (ацетон-d6, δ, м.д., 500.1 МГц): 3.03, 3.15 (т, 4 Н, CH2CH2CN, J=6.7 Гц), 4.29, 4.39 (т, 4 Н, CH2CH2CN, J=6.7 Гц). Спектр ЯМР 13С (ацетон-d6, δ, м.д., 125.8 МГц): 13.1, 16.6 (оба CH2CH2CN), 43.7, 51.2 (оба CH2CH2CN), 117.0, 117.1 (оба CN), 148.1, 154.5 (С(3) и С(4)). Спектр ЯМР 14N (ацетон-d6, δ, м.д., 36.1 МГц): -130 (N3, v½=670 Гц), -144(N3, v½=70 Гц).
Стадия 2. Получение 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3] триазоло [4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VII).
Раствор (E)-3,3'-(3-(4-азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)-дипропионитрила (VI) (870 мг, 3.35 моль) в ацетонитриле (30 мл) кипятили в течение 24 ч, после чего охладили до комнатной температуры. Растворитель удалили в вакууме, остаток очистили колоночной хроматографией на силикагеле (элюент: EtOAc / петролейный эфир, 1:1). Получили 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол (VII) (770 мг, количественный выход) в виде бежевых кристаллов. ДСК (5°С⋅мин-1): Тпл.=139°С. Масс-спектр высокого разрешения (ESI): Найдено: m/z: 255.0705 [M+Na]+. C8H8N8O. Вычислено: m/z: 255.0713 [M+Na]+. ИК-спектр (KBr), v/cm-1: 676, 771, 794, 811, 924, 967, 1014, 1041, 1120, 1192, 1330, 1363, 1392, 1421, 1436, 1480, 1540, 2251, 2938, 2971, 3021. Спектр ЯМР 1H (ацетон-d6, δ, м.д., 500.1 МГц): 3.22 (т, 4 Н, CH2CH2CN, J=6.7 Гц), 4.62 (т, 4 Н, CH2CH2CN, J=6.7 Гц). Спектр ЯМР 13С (ацетон-d6, δ, м.д., 125.8 МГц): 14.8 (оба CH2CH2CN), 50.4 (оба CH2CH2CN), 117.2 (оба CN), 162.2 (С(3а) и С(6а)). Спектр ЯМР 14N (ацетон-d6, δ, м.д., 36.1 МГц): -52 (N(5), v½=140 Гц), -130 (N(4) и N(6), v½=590 Гц).
Стадия 3. Получение 5-((2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VIII).
Раствор KOH (500 мг, 8.88 ммоль) в МеОН (15 мл) прибавили по каплям к интенсивно перемешиваемому раствору 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VII) (1.03 г, 4.44 ммоль) в МеОН (70 мл). Затем реакционную массу перемешивали в течение 30 мин до полного исчезновения исходного соединения (контроль ТСХ), после чего растворитель удалили в вакууме, остаток очистили хроматографией на силикагеле (элюент: EtOAc). Получили 5-((2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол (VIII) (742 мг, (93%) в виде бледно-желтых кристаллов. ДСК (5°C⋅мин-1): Тнир.=127°С. Масс-спектр высокого разрешения (ESI): Найдено: m/z: 178.0481 [М-H]-. C5H5N7O. Вычислено: m/z: 178.0483 [M-H]-. ИК-спектр(KBr), v/см-1: 782, 795, 810, 938, 1028, 1051, 1138, 1339, 1360, 1432, 1458, 1548, 2270, 2966, 3015, 3201, 3468. Спектр ЯМР 1Н (ацетон-d6, δ, м.д., 600.1 МГц): 3.14 (т, 2 Н, CH2CH2CN, J=6.3 Гц), 4.26 (т, 2 Н, CH2CH2CN, J=6.3 Гц). Спектр ЯМР 13С (ацетон-d6, δ, м.д., 150.9 МГц): 15.7 (CH2CH2CN), 43.6 (CH2CH2CN), 117.2 (CN), 162.4 (С(3а) и С(6а)). Спектр ЯМР 14N (ацетон-d6, δ, м.д., 36.1 МГц): -52 (N(5), v½=70 Гц), -132 (N(4) и N(6) v½=620 Гц). Стадия 4. Получение калиевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (IX).
NO2BF4 (642 мг, 4.8 ммоль) прибавили одной порцией к интенсивно перемешиваемому раствору 5-((2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VIII) (720 мг, 4.0 ммоль) в сухом MeCN (10 мл) при -30°С в атмосфере аргона. Реакционную смесь выдержали при этой температуре в течение 15 мин (контроль ТСХ), после чего к ней добавили охлажденный (-30°С) раствор KOH (717 мг, 12.8 ммоль) в МеОН (10 мл). Реакционной смеси дали нагреться до комнатной температуры, растворитель удалили в вакууме. Остаток очистили хроматографией на силикагеле (элюент: EtOAc / МеОН, 5:1). Полученный после хроматографии продукт сушили при 80°С в вакууме масляного насоса в течение 2 ч, что дало калиевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (IX) (614 мг, 89%) в виде желтых кристаллов. ДСК (5°С⋅мин-1): Тнир.=152°С. Элементный анализ для C2N7O3K: Найдено: С, 11.59; N, 46.61. C2N7O3K. Вычислено: С 11.48; N, 46.88. ИК-спектр (KBr), v/см-1: 656, 751, 829, 1029, 1054, 1178, 1241, 1311, 1446. Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6, δ, м.д., 125.8 МГц): 163.0 (С(3а) и С(6а)). Спектр ЯМР 14N (ДМСО-d6, δ, м.д., 36.1 МГц): -9 (NO2, v½=40 Гц), -48 (N(5), v½=180 Гц).
Стадия 5. Получение серебряной соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X).
К раствору калиевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (IX) (321 мг, 2.4 ммоль) в H2O (10 мл) прибавили AgNO3 (0.6 г, 3.6 ммоль) при комнатной температуре и интенсивном перемешивании. Реакционную смесь выдержали при этой температуре в течение 30 мин, выпавший осадок отфильтровали, промыли водой (2×5 мл), высушили в эксикаторе над Р4О10. Получили серебряную соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X) (0.61 г, 95%) в виде бежевых кристаллов, которую далее использовали без дополнительной очистки. Тразл.=148°С. Элементный анализ для C2N7O3Ag: Найдено: С, 8.70; N, 35.08. C2H4N8O3. C2N7O3Ag. Вычислено: 8.64; N, 35.28. Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6, δ, м.д., 125.8 МГц): 163.0 (С(3а) и С(6а)). Спектр ЯМР 14N (ДМСО-d6, δ, м.д., 36.1 МГц): -9 (NO2, v½=45 Гц), -48 (N(5), v½=190 Гц).
Стадия 6. Получение аммониевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia).
К суспензии серебряной соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X) (0.61 г, 2.2 ммоль) в воде (20 мл) при комнатной температуре и интенсивном перемешивании прибавили хлорид аммония (118 мг, 2.2 ммоль). Реакционную смесь перемешивали при данной температуре в течение 4 ч. Осадок отфильтровали, промыли водой (4×5 мл), фильтрат сконцентрировали в вакууме. Получили аммониевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia) (405 мг, 98%) в виде желтых кристаллов. ДСК (5°С-мин-1): Тпл.=149°С (разл.). Элементный анализ для C2H4N8O3: Найдено: Н, 2.19; С, 12.70; N, 59.07. C2H4N8O3. Вычислено: Н, 2.14; С, 12.77; N, 59.57. ИК-спектр (KBr), v/см-1: 656, 751, 829, 1029, 1054, 1178, 1241, 1311, 1446. Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6, δ, м.д., 600.1 МГц): 7.07 (т, 4 Н, NH4, J=50.6 Гц). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6, δ, м.д., 150.9 МГц): 163.1 (С(3а) и С(6а)). Спектр ЯМР 14N (ДМСО-d6, δ, м.д., 43.4 МГц): -9 (NO2, v½=37 Гц), -48 (N(5), v½=160 Гц), -359 (м, NH4, J=50.6 Гц).
Пример 2. Получение гидразиниевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с] [1,2,5]оксадиазола (Iб).
Стадия 1. Получение (Е)-3,3'-(3-(4-Азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)дипропионитрила (VI).
Процесс получения (Е)-3,3'-(3-(4-азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)дипропионитрила (VI) проводят аналогично примеру 1. Стадия 2. Получение 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VII).
Процесс получения 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VII) проводят аналогично примеру 1. Стадия 3. Получение 5-((2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VIII).
Процесс получения 5-((2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VIII) проводят аналогично примеру 1. Стадия 4. Получение калиевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (IX).
Процесс получения калиевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (IX) проводят аналогично примеру 1. Стадия 5. Получение серебряной соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X).
Процесс получения серебряной соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X) проводят аналогично примеру 1. Стадия 6. Получение гидразиниевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с] [1,2,5]оксадиазола (Iб).
К суспензии серебряной соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X) (0.61 г, 2.2 ммоль) в воде (20 мл) при комнатной температуре и интенсивном перемешивании прибавили моногидрохлорид гидразина (150 мг, 2,2 ммоль). Реакционную смесь перемешивали при данной температуре в течение 4 ч. Осадок отфильтровали, промыли водой (4x5 мл), фильтрат сконцентрировали в вакууме. Получили гидразиниевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Iб) (440 мг, 98%) в виде желтых кристаллов.
ДСК (5°С⋅мин-1): Тнир.=97°С. Элементный анализ для C2H5N9O3: Найдено: Н, 2.50; С, 11.90; N, 61.76. C2H5N9O3. Вычислено: Н, 2.48; С, 11.83; N, 62.06. ИК-спектр (KBr), v/см-1: 769, 811, 835, 960, 1053, 1088, 1105, 1128, 1193, 1227, 1308, 1429, 1611, 2146, 3067, 3168, 3275, 3316. Спектр ЯМР 13С (CD3OD, δ, м.д., 125.8 МГц): 163.0 (С(3а) и С(6а)). Спектр ЯМР 14N (ДМСО-d6, δ, м.д., 36.1 МГц): -8 (NO2, v½=25 Гц), -53 (N(5), v½=125 Гц), -335 (м, N2H5, v½=510 Гц).
Пример 3. Получение аммониевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia).
Процесс получения аммониевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia) проводят аналогично примеру 1, но на стадии 1 получения (E)-3,3'-(3-(4-азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)дипропионитрила (VI) вместо CH2Cl2 используют хлороформ, на стадии 3 вместо метанола используют этанол, а на стадии 4 вместо метанола используют этанол. Получили аммониевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia) с суммарным выходом по всем стадиям равным 39%. Продукт идентичен (по ИК, ЯМР 1Н, 13С) соединению 1а, полученному по примеру 1.
Пример 4. Получение гидразиниевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Iб).
Процесс получения гидразиниевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Iб) проводят аналогично примеру 3, а на стадии 6 процесс проводят по примеру 2. Получили гидразиниевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Iб) с суммарным выходом по всем стадиям равным 39%. Продукт идентичен (по ИК, ЯМР 1Н, 13С) соединению Iб, полученному по примеру 2.
Пример 5. Получение аммониевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia).
Процесс получения аммониевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia) проводят аналогично примеру 1, но на стадии 2 получения 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (VII) процесс проводят без растворителя, нагревая (Е)-3,3'-(3-(4-азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)дипропионитрил (VI) в колбе до 70°С в течение 1 ч (контроль ТСХ). Получили 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол (VII) с выходом 81%. Продукт идентичен (по ИК, ЯМР 1Н, 13С) соединению VII, полученному по примеру 1. Получили аммониевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia) с суммарным выходом по всем стадиям равным 33%. Продукт идентичен (по ИК, ЯМР 1Н, 13С) соединению 1а, полученному по примеру 1.
Пример 6. Получение гидразиниевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Iб).
Процесс получения гидразиниевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Iб) проводят аналогично примеру 5, а на стадии 6 процесс проводят по примеру 2. Получили гидразиниевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Iб) с суммарным выходом по всем стадиям равным 33%. Продукт идентичен (по ИК, ЯМР 1Н, 13С) соединению 16, полученному по примеру 2.

Claims (3)

  1. Способ получения солей 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола общей формулы
  2. где X = NH4 (Ia) или N2H5 (Iб), заключающийся в том, что 4-азидо-3-амино-[1,2,5]оксадиазол (V) подвергают взаимодействию с нитрозирующим реагентом в среде органической кислоты при пониженной температуре с последующей обработкой реакционной смеси бис(2-цианоэтил)амином в среде полярного апротонного органического растворителя, образующийся при этом 3,3'-(3-(4-азидо-1,2,5-оксадиазоло-3-ил)триаз-2-ен-1,1-диил)дипропионитрил (VI) подвергают нагреванию, полученный при этом 5-(бис(2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол (VII) обрабатывают основанием в среде полярного протонного органического растворителя, образующийся при этом 5-((2-цианоэтил)амино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазол (VIII) подвергают обработке нитрующим реагентом в среде полярного апротонного органического растворителя с последующей обработкой реакционной смеси гидроксидом калия в среде полярного протонного органического растворителя при пониженной температуре, образующуюся при этом калиевую соль 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (IX) обрабатывают нитратом серебра в воде, с последующим выделением полученной при этом серебряной соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (X) и далее, при необходимости получения аммониевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Ia), полученное соединение X обрабатывают хлоридом аммония в воде, либо, при необходимости получения гидразиниевой соли 5-(нитрамино)-[1,2,3]триазоло[4,5-с][1,2,5]оксадиазола (Iб), соединение X обрабатывают моногидрохлоридом гидразина в воде.
RU2023106217A 2023-03-16 Соли 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-c][1,2,5]оксадиазола и способ их получения RU2812574C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2812574C1 true RU2812574C1 (ru) 2024-01-30

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102092A1 (fr) * 2007-01-16 2008-08-28 Snpe Materiaux Energetiques Derives du furazane, leur preparation et les compositions energetiques les renfermant.
RU2643363C1 (ru) * 2017-05-17 2018-02-01 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) 8,10-Динитро-дегидро-1,5-5Н,11Н-[1,2,3,4]тетразино[5',6':4,5][1,2,3]триазоло-[2,1-a][1,2,3]бензотриазол-1,3-диоксид и способ его получения
RU2697843C1 (ru) * 2019-03-11 2019-08-21 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) 7-Нитро-3-(нитро-NNO-азокси)[1,2,4]триазоло[5,1-с][1,2,4]триазин-4-амин и способ его получения
RU2747110C1 (ru) * 2020-10-15 2021-04-27 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) Замещенные [(3-нитро-1Н-1,2,4-триазол-1-ил)-NNO-азокси]фуразаны и способ их получения
RU2768870C1 (ru) * 2021-06-18 2022-03-25 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) 3-Амино-4-{ [4-(нитро-NNO-азокси)фуразан-3-ил]-NNO-азокси} фуразан и способ его получения

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102092A1 (fr) * 2007-01-16 2008-08-28 Snpe Materiaux Energetiques Derives du furazane, leur preparation et les compositions energetiques les renfermant.
RU2643363C1 (ru) * 2017-05-17 2018-02-01 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) 8,10-Динитро-дегидро-1,5-5Н,11Н-[1,2,3,4]тетразино[5',6':4,5][1,2,3]триазоло-[2,1-a][1,2,3]бензотриазол-1,3-диоксид и способ его получения
RU2697843C1 (ru) * 2019-03-11 2019-08-21 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) 7-Нитро-3-(нитро-NNO-азокси)[1,2,4]триазоло[5,1-с][1,2,4]триазин-4-амин и способ его получения
RU2747110C1 (ru) * 2020-10-15 2021-04-27 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) Замещенные [(3-нитро-1Н-1,2,4-триазол-1-ил)-NNO-азокси]фуразаны и способ их получения
RU2768870C1 (ru) * 2021-06-18 2022-03-25 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) 3-Амино-4-{ [4-(нитро-NNO-азокси)фуразан-3-ил]-NNO-азокси} фуразан и способ его получения

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАЛАБАНОВА С.П., ВОРОНИН А.А., Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXXVI, номер 13, 2022, стр. 189-191. ALEXEY VORONIN ET AL, ACS Appl. Energ. Mat, vol. 9, 2020, pp. 9401-9407. X. LI ET AL, Chin J. Energy Mater., vol. 21, 2013, pp. 717-720. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4110338A (en) Product and preparation of 1H-tetrazole-5-thiol derivatives
MXPA02006157A (es) Procedimiento para la obtencion de un derivado de triazolintiona.
Luk'yanov et al. Dinitramide and its salts: 1. Synthesis of dinitramide salts by decyanoethylation of N, N-dinitro-β-aminopropionitrile
Sheremetev et al. Synthesis of difurazanyl ethers from 4, 4′‐dinitroazoxyfurazan
RU2812574C1 (ru) Соли 5-нитрамино-[1,2,3]триазоло[4,5-c][1,2,5]оксадиазола и способ их получения
Yin et al. Nitrogen-rich salts of 1-aminotetrazol-5-one: oxygen-containing insensitive energetic materials with high thermal stability
US5498711A (en) Synthesis of 4,10-dinitro-2,6,8,12-tetraoxa-4,10-diazatetracyclo[5.5.0.05,903,11]dodecane
RU2747110C1 (ru) Замещенные [(3-нитро-1Н-1,2,4-триазол-1-ил)-NNO-азокси]фуразаны и способ их получения
US4443602A (en) Trans-1,4,5,8-tetranitro-1,4,5,8-tetraazadecalin
GB2355714A (en) Ammonium 3,5-diaminopicrate
Daigle et al. Phosphaadamantanes: reaction with formaldehyde in acid solution
Brown et al. Cyanovinyltetrazoles
RU2782118C1 (ru) 1,1'-(Е)-Диазен-1,2-диилбис[3-(нитро-NNO-азокси)-1Н-1,2,4-триазол] и способ его получения
RU2756321C1 (ru) Замещенные [(3,4-динитро-1H-пиразол-1-ил)-NNO-азокси]фуразаны и способ их получения
JP2578797B2 (ja) N−(スルホニルメチル)ホルムアミド類の製造法
Chernyshov et al. Regioselective single-reactor synthesis of arylsulfonyl derivatives of 3, 5-diamino-1, 2, 4-triazole
Krayushkin et al. Synthesis of 1-nitrazaalkyl-5-(1, 1, 1-trinitro-3-nitrazapropyl) tetrazoles
RU2804394C1 (ru) Соли 3-амино-4-(1Н-тетразол-5-ил-NNO-азокси)фуразана и способы их получения
US3123621A (en) Preparation of aryl azibes anb aryl di-
RU2786221C1 (ru) N,N'-метилен-бис(полинитро-2,4,6,8,10,12-гексаазаизовюрцитаны) и способы их получения
HU198179B (en) Process for producing n-methyl-1-alkylthio-2-nitroethenamine derivatives
US4623409A (en) Preparation of 1,1'-dinitro-3,3'-azo-1,2,4-triazole
Nikitin et al. Synthesis of 2-methoxy-1-tetrazolylmethyldiazene 1-oxide derivatives
Shitov et al. Synthesis of 1, 2, 4-triazolium 4N-nitroimides by the nitration of 1-substituted 4-amino-1, 2, 4-triazolium nitrates
KR20240066617A (ko) 나이트라아마이드기가 치환된 테트라졸 유도체 화합물의 제조방법