WO1996023792A1 - Derives d'hexaazaisowurtzitane et leur procede de production - Google Patents

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WO1996023792A1
WO1996023792A1 PCT/JP1996/000189 JP9600189W WO9623792A1 WO 1996023792 A1 WO1996023792 A1 WO 1996023792A1 JP 9600189 W JP9600189 W JP 9600189W WO 9623792 A1 WO9623792 A1 WO 9623792A1
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WO
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acylating agent
formula
reaction
derivative
represented
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Application number
PCT/JP1996/000189
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tamotsu Kodama
Masahiro Tojo
Masanori Ikeda
Original Assignee
Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha
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Filing date
Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/12Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D487/18Bridged systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/22Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings

Definitions

  • the present invention relates to a hexazaisourtitan derivative having an acyl group and a method for producing the same.
  • the hexazylsolutetane derivative having an acyl group of the present invention contains an N—A group (A: acyl group) or an N—H group at high density. group or N - H groups Ru convertible by Ri to N-N 0 2 in various two collected by filtration method.
  • the hexazylsolutetitanium derivative having an acyl group of the present invention is a polynitro-hexaisourcytium salt used as an additive for explosives and explosives.
  • the hexaacyl sodium titanate derivative having an acyl group of the present invention can be used for the mechanical properties, explosive velocity, explosive forest pressure, burning velocity, pressure index, sensitivity, heat resistance, etc. of explosive products. It is useful as an additive for controlling the explosive performance of polystyrene, and as a precursor for polynitrohexaacyl sodium titanate derivatives.
  • Hexanitrohexazolitol hereinafter referred to as “HNW”) is regarded as a promising next-generation high explosive material. Urethane derivatives can also be useful as precursors.
  • the hexazaisourethane derivative of the present invention is Utilizing the reactivity of the N-A group (A: acyl group) and N-H group contained in the substance, high polarity containing high-density acyl groups in the main chain and side chains Can be guided to the polymer.
  • This highly polar polymer is useful as a highly hydrophilic polymer or a high dielectric constant polymer.
  • the hexazaisourtitan derivative of the present invention can also be used as a polyfunctional crosslinking agent by utilizing its reactivity.
  • hexazaisourtitan derivative of the present invention can be used as it is as an additive such as a polymer modifier.
  • HBVj Hexakis (aryl methyl) hexazolzol titan
  • TDBWj Tetra-terminated cetyl dibenzyl sorbitol
  • HCW Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-321962
  • T ADBW TADBW of (2) is useful as a raw material for explosives [The Mi 1 itari 1 Critica 1 Techno 1 ogies List, 0 fficeofthe Under Secretary of Defense. A cquisition, 1 2-22, O ctober (199 2)] does not show how and how it can be converted into gunpowder. None is shown about the production method of T ADBW ⁇
  • H NW its characteristics I ⁇ t er n a t 1 o n a 1 S y m ⁇ o s i u m o n En ner g e t i c M a t e r i a I s T e c h n o l o
  • the present inventors should find a method for producing a oxazazol titan derivative for polynitrogenation such as HNW, so that HBW and TADBW were converted under various nitration conditions. Trialization was attempted, but a substantially more sufficient amount of polynitrosylated polyziridine derivative than HBW and TADBW could not be obtained.
  • HBW And TADBW contain a benzyl group, and under nitriding conditions, dinitrogenated aromatics having a high affinity with various dinitrogen compounds are produced as by-products.
  • the present inventors have established an industrially advantageous method for producing a polynitroxenoxazolitolitane derivative. Intensive search for the structure of the precursors that can be converted and their synthesis methods.
  • the hexazaisoultitan derivative containing only the N-acyl group bond and the N—H bond as the polar group portion is converted to a polynitro-formated hexazaizourititan derivative.
  • the present inventors have found that the precursor is useful as a precursor, and have further found an industrially advantageous high-yield production method of the precursor, thereby completing the present invention.
  • Another object of the present invention is to develop a new type of functional material containing a high-polarity functional group such as an N-acyl group or an N-H group at a high density. .
  • the present invention provides a hexazaisoultitan derivative having an acyl group represented by the single-branch formula (1) and a method for producing the same.
  • n is an integer of 4 to 6
  • A is an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • H is a hydrogen atom
  • W is a hexavalent hexazolyl nitrate represented by the following formula (2). Represents a residue.
  • the hexazaisonorethotane derivative having an acyl group of the present invention is represented by the general formula (1).
  • the acyl group A in the present invention any acyl group having 1 to 10 carbon atoms can be used, and it is used in the present invention. It may have a substituent that is stable under the conditions of reductive de-methylation reaction.
  • the acyl group A includes acetyl, propionole, butyryl, isobutyryl, valeryl, hexanol, and 2-phenylenol acetyl.
  • an acyl group having 2 to 5 carbon atoms for example, acetylene, propionyl, butyryl, relyl and the like.
  • an acyl group having 2 to 3 carbon atoms for example, acetyl, propionyl and the like are used.
  • the n acyl groups in the formula (1) may be the same or different.
  • the hexazaizodiltitane derivative WA n H (6-n) having an acyl group has the same n according to the number of II. Even in this case, multiple isomers can be obtained depending on the substitution position of the acyl group and hydrogen atom.
  • a typical structure of a compound represented by WAH 2 examples include a structure represented by the formula (3), and a structure isomer may be used.
  • n is an integer of 4 to 6, preferably 4 and 6. is there.
  • One of the preferable structures of the hexaacylsorutitan derivative having an acyl group of the present invention is a derivative in which n is 6 in the formula (1), that is, the following formula (4)
  • A represents an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • W represents a hexavalent hexazaisourtitan residue.
  • Hexayl hexazol sodium shown below is preferable because it has a simple structure and can be easily purified into a high-purity substance.
  • the hexaacetyl derivative has the advantage that it can be purified by sublimation, and high-purity WA6 can be easily obtained from the reaction product.
  • hexazaisourtitan derivatives represented by the formula (1) hexasylhexazoltiurtan having an n force of 4 is used.
  • this compound contains a highly reactive N—H group, it is preferable that only this portion can be selectively reacted. For example, by selectively nitrating this N—H group, a dinitrolated hexazaisourtitan derivative can be easily obtained in high yield.
  • Hexazazol titan compounds having an acyl group of the present invention contain a high density ⁇ N—A group (A: acyl group) or> N—H group. All of these groups are Ri by the mouth method> can be converted to N- N 0 2.
  • WA S of the present invention WA ⁇ ⁇ to cormorants by Ru is I table in the following reaction formula (5) - in Tsu by the and this you use Ita Shi Le of the ⁇ acylation agent (6 ⁇ ) Is also obtained.
  • n an integer of 4 to 5
  • A represents an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • H represents a hydrogen atom
  • W represents a hexavalent hexazaisourethane residue.
  • WA n H (6- negligence) used in the reaction represented by the formula (5) is one of the substances not yet described in the literature synthesized for the first time by the present inventors, The method for producing this substance will be described later.
  • acylating agent used for the reaction of (5) any one can be used as long as it can acylate a secondary amine, but usually, acetyl chloride or acetyl bromide can be used.
  • Halogenated acyls such as cetyl and propylionyl chloride; N-acetoxyconidonic acid imid; N-propionyloxyconidic acid imid; N— ( 2 N-Hydrochloride carboxylic acid ester of imido succinic acid; acetic anhydride, propionic anhydride, anhydride
  • carboxylic acid anhydrides such as butyric acid and acetic acid-formic acid mixed acid anhydrides; and acetic acid imidable, anionic diazoimidazole and the like.
  • Halogenated ammonium such as acetyl chloride and propionyl chloride, can be used.
  • the solvent used in the reaction (5) may be any solvent that dissolves WA n HC 6 -n) and does not adversely affect the reaction.
  • carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid and butyric acid
  • non-protonic polar solvents such as dimethylsulfoxide and dimethyl acetate
  • acetic anhydride and propionic anhydride Such as carboxylic anhydride.
  • a carboxylic anhydride such as anhydrous acetic acid or propionic anhydride is used.
  • the above solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the reaction temperature in the reaction (5) is usually in the range of 110 to 300 ° C, preferably in the range of 0 to 150 ° C.
  • the WA 6 of the present invention is obtained by subjecting WA n B (6- ⁇ ) to reductive demethylation as shown in the following reaction formula (6), followed by acylation. Can also be obtained by
  • n is an integer of 4 to 5
  • A is an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • B is an arylmethyl group of the following formula (15)
  • W is a hexavalent group. Represents a hexazaisolutitan residue.
  • hydrogen is used as the reducing agent, and preferably, hydrogen is used.
  • It is a catalyst, usually a metal belonging to the platinum group, or its derivative is used, the rather then preferred, P d (0 A c) 2, P d C 1 2 P d ( N_ ⁇ 3) 2 , P d O, P d ( ⁇ H) 2, P d 3 P b:, P d 3 T e, an all P d compounds, P d alloy and P d metal; R u C ls of which R u compounds, etc.
  • R u alloys and R u metal is had use is, is rather to good or to the al, P d (OA c) 2 , P d C l 2 of which P d compounds, Contact P d alloy And Pd metal is used.
  • These catalysts can be used as they are, or supported on various carriers such as activated carbon, silica, alumina, silica aluminum, zeolite, and activated clay. You can also do it.
  • the catalyst Before the reaction, the catalyst may be subjected to a reduction treatment. In the case of a solid catalyst, a treatment such as silylation or acylation is performed to inactivate surface acid sites or to remove alkaline substances such as NaOH. The acidity of the solid surface can be changed by the adsorption.
  • the amount of catalyst can vary depending on the reduction activity of the catalyst, but the amount of catalyst metal used, WA n B
  • the solvent used in the process of reductive demethylation is a solvent that dissolves WA n B (6 - n) and does not adversely affect the reaction That's fine.
  • carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid and butyric acid; amide compounds such as dimethyl acetate amide; amide compounds such as N, N-dimethyl aniline Compounds and the like.
  • These solvents can be used alone or as a mixture of two or more. From the viewpoint of the reaction rate, it is preferable to use carboxylic acid such as acetic acid or propionic acid.
  • the amount of the solvent can vary depending on the solubility of the solvent used and the reaction temperature, but it is usually 1 to 5 in terms of the weight ratio of the used WA n B (6-phal, It is used in the range of 0, preferably 5 to 100.
  • the reaction pressure is usually in the range of 0.1 to 100, preferably 1 to 100 kgf / cm 2 , and when hydrogen is used as the reducing agent, hydrogen is applied.
  • the partial pressure is preferably in the range of 0.1 to 500 kgf Z cm 2 , and more preferably in the range of 1 to 100 kgf / cm 2 .
  • nitrogen, A Lugo down, f Re c arm of which good has a reaction temperature inert gas is present usually one 2 0 - 3 0 0 e C, rather then good or is from 0 to It is in the range of 200 ° C.
  • the reaction time may vary depending on the conditions such as the catalyst and solvent used, but is usually 0.1 to 500 hours, preferably 1 to 200 hours.
  • WA n H ( 6 - n ) (where n is an integer of 4 to 5) is synthesized by the step of 1) reductive demethylation of the reaction of (6), and is synthesized into the following 2) It is acylated in the silation step.
  • reaction conditions such as the acylating agent, solvent, and reaction temperature used in the 2) acylation step of the reaction (6) are the same as those described above in the reaction (5), and And reaction conditions can be used.
  • WA 6 of the present invention is obtained by subjecting WB 6 to reductive demethylation in the presence of an acylating agent and then removing the WB 6 in the absence of the acylating agent. It can also be obtained by subjecting it to reductive demethylation with, followed by acylation.
  • A represents an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • B represents an arylmethyl group
  • W represents a hexavalent hexazaisourtitin residue.
  • the step of reductive dearyl methylation in the presence of an acylating agent is usually carried out by contacting with a reducing catalyst in the presence of a reducing agent. It is.
  • a reducing agent and a catalyst those which do not deactivate the acylating agent in the reaction system while allowing the dearyl methyl reaction of WB 6 to proceed.
  • a reducing agent that can be used in any combination hydrogen, formic acid, and the like are usually used, and preferably, hydrogen is used.
  • a catalyst react first The same ones as mentioned in (6) -1) Reductive demethylation process can be used.
  • the amount of the catalyst can vary depending on the reduction activity of the catalyst, the amount of the catalyst metal used is usually 0.001 to 1,000, expressed as the weight ratio of the catalyst metal to WBs. It is used in the range 20, preferably 0.001 to 10.
  • a secondary amine can be acylated. Any of the above can be used, but N-acetoxysuccinic acid imid, N—propionyloxysuccinic acid imid, N- (2-Fe N-hydroxy succinic acid, etc. N—Carboxyl ester of hydroxysuccinic imid; acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, acetic acid Carboxylic acid anhydrides such as formic acid mixed acid anhydrides; and acyl imidazoles such as ethyl imidate butyl and propionyl imidazole.
  • N—hydroxy such as N—acetoxysuccinic acid imide, N—propionyloxysuccinic acid imide, etc.
  • the use of the succinic acid carboxylate ester improves the selectivity of WAsweepingB ( s - n ) n is an integer of 45].
  • the carboxylic acid ester of hydroxysuccinic acid imide is preferably used. These acylating agents may be used alone or in combination of two or more.
  • N—hydroxy succinate imide, N—pionyloxysuccinate imide, etc. N—hydroxy
  • the reaction (7) 1) can be performed. It is particularly preferable because the reaction rate is improved and the selectivity of WA n B ( 6 - n) [n is an integer of 45] is improved.
  • the amount of the acylating agent varies depending on its reactivity, reaction method and reaction conditions, it is represented by the molar ratio of the WB to the arylmethyl group. Usually, it is used in the range of 0.1100, preferably 150.
  • N-Hydroxysuccinic imid as a acylating agent
  • carboxylic acid anhydrous The quantity of the substance is usually expressed as the molar ratio of N-hydroxysiloxane imide to the carboxylate ester, usually 0.01100, preferably Alternatively, it is used in the range 0.1.10.
  • Reductive Datsua Li Lumpur main switch Le steps that are have use in solvent 1) can be prepared by dissolving the WB 6, have such adverse effect on the reaction Any solvent may be used.
  • aromatic compounds such as benzene, tonolene, ethylbenzene, xylene, cumene, simene, diisopropinolebenzen, and phenylinoethylenether Tetrahydrofuran, cyclic or linear, such as dioxane, tetrahydropyran, methyl ether, jib mouth pyrether, disopropyrether, etc .
  • Branched chain ethers aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, alcohol, isopropynole, t-butyl alcohol, etc. ⁇ It can be done.
  • the amount of the solvent is obtained Ri River be Tsu by the solubility and the reaction temperature of the solvent used, expressed by weight relative to the WB 6 used, usually from 0.1 to 1 0 0, preferred and rather 1 to Used in the range 100.
  • the reaction pressure is usually in the range of 0.1 to 1000, preferably 1 to 300 kgf / cm, and if hydrogen is used as the reducing agent, it may be different. Since the higher the pressure, the higher the reaction rate, the higher the reaction rate, the higher the partial pressure of hydrogen, preferably 0.1 to 500 kgf Z cm 2 , and more preferably 1 to 20 it is in the range of 0 kgf / cm 2.
  • inert gases such as nitrogen, argon, and helium may be present.
  • the reaction temperature is usually between ⁇ 20 and 300 ° C., preferably between 0 and 200 ° C.
  • the reaction time may vary depending on the conditions such as the catalyst, acylating agent and solvent used, but it is usually 0.1 to 500 hours, preferably 1 to 200 hours. is there.
  • step (1) of the reaction (7) WA n B (6 - n ) [n is an integer of 4 to 5] is synthesized in the step of reductive demethylation in the presence of an acylating agent, and Is used in the next step.
  • the catalyst, reducing agent, solvent, and reaction conditions such as the reaction temperature and reaction pressure used in the step (2) of the reaction (7) in the step of reductive demethylation in the absence of the acylating agent
  • step (2) of the reaction (7) in the step of reductive demethylation in the absence of the acylating agent
  • the same conditions and conditions as those used in the above 1) step of reductive demethylation in the presence of the acylating agent can be used as they are.
  • the same reaction conditions and reaction conditions as described in the step (1) of the reaction (6), 1) Reductive demethylation may be used.
  • the reaction mixture obtained by removing the acylating agent from the reaction solution obtained in the step of 1) the demethylation step in the presence of the acylating agent in the reaction of (7) is 2) acylating. It can also be used as a reactant in the process of demethylation in the absence of an agent. In this case, it is preferable that the reducing catalyst and the solvent are not separated and that they are used in the step of reductive demethylation in the absence of the acylating agent. .
  • reaction conditions such as the acylating agent, the solvent, and the reaction temperature used in the 3) acylation step of the reaction (7) are the same as those described in the reaction (5) above. Also, reaction conditions can be used.
  • the reaction solution obtained in the step (2) of (7) 2) reductive demethylation in the absence of an acylating agent is used.
  • a catalyst for reduction And the one without solvent or solvent can be used as starting material.
  • the WA 6 of the present invention is represented by the following reaction formula (8).
  • WAnningB ( 6--) can also be obtained by reductive demethylation in the presence of an acylating agent.
  • n is an integer of 4 to 5
  • A is an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • B is an arylmethyl group
  • W is a hexavalent hexazirtitan residue. Represents a group.
  • reaction (8) the same reducing agent, catalyst, acylating agent, solvent, reaction temperature, reaction pressure, and other reaction conditions as those described later in the reaction (13) are used. it can.
  • B represents an arylmethyl group
  • A represents an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms
  • W represents a hexavalent hexazaisourtitan residue.
  • reaction conditions of the reaction of (9) are the same as those described in 1) of the reaction (7), the step of reductive demethylation in the presence of an acylating agent. Can be used.
  • WAfreshH (6-n) which is one of the preferred structures of the hexazylsolutetane derivative having an acyl group of the present invention, is It can be obtained by subjecting WA n B ( 6 to reductive demethylation in the absence of a acylating agent, as represented by the following formula (10).
  • n is an integer of 4 to 5
  • A is an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • B is an arylmethyl group
  • W is a hexavalent hexazir titan residue. Represents a group.
  • the reaction (10) can be performed under the same conditions as described in the step (1) of the reductive demethylation of the reaction (6).
  • WA n H of the present invention (6 - ", is a WB 6 1 in earthenware pots by represented by the following formula (1 1)) was reductively Datsua Li Lumpur methylation in the presence ⁇ acylation agent, 2) It can also be obtained by reductive demethylation in the absence of an acylating agent.
  • n is an integer of 4 to 5
  • A is an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • B is an arylmethyl group
  • H is a hydrogen atom
  • W is a hexavalent hexazoidal acid. Represents a lutitanium residue.
  • the step of 1) reductive dearyl methylation in the presence of the acylating agent in the reaction of (11) is carried out first in the step (1) of the reaction (7) in the presence of the acylating agent.
  • the same reaction conditions as described in the aryl methyl process can be used.
  • the step of 2) reductive demethylation in the absence of an acylating agent in the reaction of (11) is carried out in the same manner as in 2) of the reaction (7) in the absence of an acylating agent.
  • the same reaction conditions and the like as described in the step of reductive demethylation can be used.
  • WA n B (6-n) used as a raw material for the synthesis of the hexazylsolutetane derivative having an acyl group of the present invention is represented by the following formula (12). reductive Datsua by Ri obtained and Li Lumpur main switch away Ru child Yo will Ni WB 6 that in the presence of ⁇ sill agent.
  • n is an integer of 4 to 5
  • A is an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • B is an arylmethyl group
  • W is a hexavalent hexazitanium titan residue. Represents a group.
  • the reaction of (12) uses the same reaction conditions as described in 1) of the reaction (7), the step of reductive demethylation in the presence of an acylating agent. You can do it.
  • the formed N-acyl group is further reduced to form an N-alkyl group. Some reactions are converted.
  • WA 4 R 2 is a representative example of a hexazaisoultitan derivative having an N-alkyl group.
  • WA 4 R 2 is obtained by reducing WA BrushB (6- doctrine, in the presence of an acylating agent) Obtained by chilling.
  • n is an integer of 4 to 5
  • A is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • B is a arylmethyl group
  • R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • W represents a hexavalent hexazylsolute titan residue.
  • reaction (13) the reaction proceeds under conditions to which the acylation is added to the reaction conditions in the step (1) of the reductive demethylation of the reaction (6). be able to.
  • the acylation is carried out in the same manner as described in 1) of the reaction (7), 1) the step of reductive demethylation in the presence of the acylating agent, and the same conditions as described above. Can be used.
  • the conditions such as the solvent, catalyst, acylating agent, reaction temperature, and reaction pressure of the reaction (13) are the same as those of the reaction (7) in the presence of 1) the reducing agent in the presence of the acylating agent. You can use the same conditions and conditions as for the de-methylation process.
  • B 6 can also be obtained by reductive demethylation in the presence of an acylating agent.
  • A is an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • B is an arylmethyl group
  • R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • W is a hexavalent hexazolyso. Represents a lutitanium residue.
  • the reaction of (1) is carried out first in 1) of the reaction (7).
  • the same reaction conditions as described in the step of reductive demethylation in the presence can be used.
  • Kisaazai source to that having a ⁇ shea Le group of the present invention c Ruchi data down derivatives synthesized raw material to WB 6 that is have use in or WA n B of (6 - n>
  • the arylmethyl group represented by B in [n is an integer of 4 to 5] is a methyl group substituted by an aryl group (Ar). In general, those having 7 to 21 carbon atoms are used.
  • a typical structure of the arylmethyl group B is represented by the general formula (15)
  • [A r represents an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms]
  • Is a substituent represented by The number of carbon atoms in Ar is usually from 6 to 20, preferably from 6 to 10, and particularly preferably 6.
  • Ar is, for example, phenyl; tril (0-, m-, p-substituted) or ethylphenyl (0-, m-, p-substituted) Alkyl phenyl groups such as, xylyl, etc .; methoxy phenyl (0—, m—, p-substituted) and ethoxy phenyl (0—) , M—, p—substitutes), butoxyphenyl (0—, m—, p—substitutes), various alkoxyphenyl groups; naphthyl And various substituted naphthyl groups, preferably a phenyl group and various alkoxyphenyl groups.
  • Each of the six arylmethyl groups may be the same or different.
  • the compound represented by the formula (1) of the present invention can be prepared by various methods. Are manufactured, the specific greatest feature of the production method of the compound represented by the aforementioned formula previously described the example of the production method (1), the reductive of the WB beta in the presence ⁇ acylation agent It is to use the process of de-mailing.
  • This reaction is represented by the following reaction formula (16).
  • B is an arylmethyl group
  • A is an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • H is a hydrogen atom
  • W is Represents a hexavalent hexazylsolutetin residue.
  • the mixing ratio of WA P B ( S - P ) and WA n H ( 6 - n ) in the reaction of (16) is the mo 1 ratio of WA P B (6-p, with respect to WA n Hc 6-lock). Expressed in the range 0.0001 to 10000, preferably 0.01 to 100.
  • reaction of (16) the same reaction conditions as described in the reaction (12) can be used.
  • Formula (17) shows the detailed reaction route estimated from the substance confirmed to be formed in the reaction of (16). Depending on the reaction conditions, a side reaction may result in the formation of an N-alkyl group due to the reduction of the generated N-acyl group. Please see below.
  • A is an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • B is an arylmethyl group
  • R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • H is a hydrogen atom
  • W is a hexavalent group. Represents a hexazolitol residue.
  • the product obtained is determined according to the reaction time when the batch reaction is performed, or according to the contact time when the reaction is performed continuously.
  • the composition ratio changes.
  • the composition ratio can also vary depending on the type of catalyst and solvent used, the reaction temperature, the reaction time, and the like. Therefore, by appropriately setting the reaction conditions, the production ratio of these products can be appropriately changed.
  • Kisaa wood Seo ⁇ Ruchi data down derivatives a purpose to obtain, reductive Datsua Li Lumpur menu of WB 6 in the stomach, such the presence of ⁇ acylation agent Attempts to form WH n B (6--) [n: an integer from l to 6] by chilling, and even trying to acylate it, the W skeleton is decomposed. there, no-out showy possible to get the purpose things in high yield.
  • Kisaazai source window Ruchi data down derivative to have a ⁇ sill groups of the present invention represented by the general formula (1) is Ni would Yo above SL, reduction with ⁇ acylation agent in the presence of WB beta Although it is possible to synthesize them all at once by a mechanically-demethylated reaction, many kinds of products are formed at the same time if the reaction is to be completed as in this case. In addition, side reactions become significant. Therefore, the present inventors have found a method for industrially obtaining WA ⁇ ⁇ ⁇ 6 — ⁇ ) (where ⁇ is an integer of 4 to 6) with high selectivity and high yield. As a result of the examination, particularly good results were obtained by performing the above-mentioned reactions (12) (10) and (5) in that order.
  • the method 3) is particularly useful industrially because the operation is easy.
  • N-hydroxysuccinic imido canolevonate esters such as N-acetoxycondonic acid imide, and the like.
  • carboxylic acid ester of N-hydroxysuccinic acid imid and carboxylic acid anhydride such as St acid anhydride leads to high yield and selectivity.
  • carboxylic acid ester with another acylating agent such as carboxylic acid anhydride and the substrate due to the steric restriction are not obvious. This may be due to differences in selectivity.
  • WH n B (6-n) (where n is an integer from 1 to 6)
  • WAgetH (6-n) (where n is an integer from 4 to 5) is, as described in the technical field, as before, a polynitro-hexazol solution.
  • Ru useful der as a precursor or a high polar port Li M a material of which various functional materials derivatives but, Ru can be easily converted to WA 6 by If necessary (5) methods.
  • a 6 is also a compound synthesized for the first time according to the present invention and not described in the known literature, and is useful as various functional materials in the same manner as the above-mentioned WA n H (6- remind).
  • the starting material is a hexazaisourtitan derivative WA n H (6-n) [n is an integer of 4 to 6] having an acyl group represented by the general formula (1) of the present invention.
  • a chlorination reaction By combining this with a chlorination reaction, a benzonitrified hexazaisourtitan derivative can be obtained.
  • the N—H group and the N—A group of WA n H (s ⁇ n > [n is an integer of 4 to 6]) of the present invention are subjected to nitration and converted to N—N 0 2 groups.
  • nitration s ⁇ n > [n is an integer of 4 to 6]
  • N- in WAsweepingH of the present invention ( 6 - n> (where n is an integer of 4 to 5)) H groups
  • Ru can be converted into by Ri N-N 0 2 groups in various two-filtrated method of, but rather was favored, by the following formula (1 8) in two stages of the method in earthenware pots by the I table Doing so is good because it improves the yield.
  • n 4-5 integer
  • A is A down Le group having 1 to 1 0 carbon atoms
  • H is a hydrogen atom
  • (NO) is two collected by filtration Russian group
  • (N 0 2) is two collected by filtration
  • the group, W represents a hexavalent hexazaisourtitan residue.
  • WA n H ⁇ e-trust As the nitrifying agent used in the step of nitrifying the reaction of (18), WA n H ⁇ e-trust) is nitrified, and WA n (N 0 ) Can be used, but usually, a mixture of sodium nitrite and an acid, nitrous oxide, nitrous chloride, etc. are used. 0
  • the reaction temperature is usually in the range of 150 to 200 ° C, preferably in the range of 130 to 100 ° C, and more preferably in the range of 120 to 50 ° C.
  • the oxidizing agent used in the nitrification step of the reaction of (18) may be any oxidizing agent that oxidizes the nitroso group and generates the nitro group. No. Usually nitric acid, peroxide Elements are used. Of these oxidants, nitric acid is preferably used. These oxidizing agents may be used alone or in combination of two or more.
  • Reaction temperature is usually — 50. C ⁇ 200'C, preferably 130. C to 150 ° C, more preferably in the range of 20 ° C to 60 ° C.
  • WA n H of the present invention ⁇ 6 - n) [n is an integer of 4-6] N in - A group readily N - ⁇ You can be converted to N 0 2 groups.
  • WA 6 can be converted into a nitrile by various nitrating agents, and can be converted into a polynitron such as WA 4 (N 0 2 ) 2 . It can be converted to an isourutitane derivative.
  • n is an integer of 4 to 6
  • A is an acyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • E is a nitroso group or a nitro group
  • W is a hexavalent hexazoid. Represents a titan residue.
  • the N — A group can be converted to N — N 0 2 group
  • examples thereof include various nitrating agents containing nitric acid, and more specifically, for example, nitric acid / sulfuric acid system and nitric acid Z trifluoride.
  • a strong protonic acid-containing dithrolating agent such as a loacetic acid type is exemplified.
  • the reaction temperature is generally - 5 Te 0-1 2 0, are preferred to rather, - Ru 2 0 ⁇ 6 0 e C der.
  • the reaction time is generally between 0.1 and 500 hours, preferably between 1 and 200 hours.
  • the NH and NA groups in the W skeleton are functional groups that can be easily converted to nitro groups.
  • polynitrified hexazai-solutitan derivatives are used for explosives such as mechanical properties, detonation speed, detonation pressure, combustion speed, pressure index, sensitivity, and heat resistance of explosive products. Useful as a performance-adjusting additive or high-performance explosive.
  • WA 4 (N 0 2 ) 2 is
  • HNW ⁇ cyclotetramethylene trinitrate (hereinafter “HMX”) and cyclotrimethylene trinitrate (hereinafter referred to as “HMX”) It has the same structure as a high-performance explosive with a cyclic structure containing multiple triamine groups, called RDX), and is superior in heat resistance to HNW, HMX and RDX. [Addition to explosive products does not significantly lower the heat resistance of the product. ]
  • nitramine compounds such as HNW, HMX, and RDX, they have an N-A group in addition to the N-nitro group in the skeleton, or have a polyurethane or the like.
  • binder component Good affinity.
  • This WA 4 (N 0 2 ) 2 is useful as a raw material for H NW since it can be easily derived into H NW by nitration.
  • HNW is extremely useful as an oxidizing agent for high-performance explosives and smokeless propellants because of its high density and high energy.
  • Kisaazai source to Te preparative La ⁇ sheet le of the present invention c Ruchi data down WA 4 H 2 di Ca Le Bo Nsan'nono la Lee de, reaction with di Ca Rubo phosphate Jiesu Te Le of which di mosquito Rubo phosphate derivative By doing so, a highly polar polymer having a hexazolourititan skeleton in the main chain can be obtained.
  • acylating agent for synthesizing the hexazazol titan derivative WARINGH ⁇ s ⁇ n ) (n is an integer of 4 to 6) of the present invention having an acyl group By using an acylating agent having a specific functional group, a cross-linkable polyhexyl azaizaourititan can be obtained.
  • WA n H ( 6 - n) (11 is an integer of 4 to 6 ) of the present invention can be used as it is as an additive such as a modifier of a polymer.
  • JN M-F X-200 manufactured by JEOL Ltd. was used.
  • JNM-GX-400 manufactured by JEOL Ltd. was used.
  • Model HP 589 OA was used. 2) Cara gold »scapillarycolumn 0.25 mmi.d.x 15 m U 1 tra ALLOY (HT), Filmthickness 0.1 m
  • the measurement was performed by the KBr method using FTZIR-5M, an instrument manufactured by Japan Spectroscopy.
  • Example 1 [WA 6 can be obtained by acetylation of WA 4 H 2
  • the mixture was placed in a 300 ml microbomb and replaced with nitrogen. After that, hydrogen was injected into the micro-bomb to 5 kgf Z cm 2 -G and stirred with a stirrer for 15 hours. The reaction solution was taken out from the microbomb, the catalyst was disliked, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The remaining solid was washed out with 100 ml of ethyl acetate. This white solid was dissolved in 200 ml of acetic anhydride, and 5 g (63. 7 mmol) of acetyl chloride was added thereto, followed by stirring for 1 hour.
  • Example 2 The same operation as in Example 2 was carried out, and the reduction catalyst and the reduction catalyst obtained by reductive dephenylation of tetraacetyldibenzylhexacyclohexyl titan were obtained.
  • 5 g (63. 7 mmoI) of acetyl chloride was added, and the mixture was stirred for 3 hours, the catalyst was filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. Crystallization yielded 1.92 g (yield: 64%) of hexacetyl hexazaisourtitan as a white solid.
  • Hexabenzyl hexazaisourultane 1.89 g (2.66 mm 0 1). 10% Pd-C 1.70 g (1.6 O mg atom), N-base Tosuccinic acid imid 5.O g (31.8 mmol), ethylbenzene 160 ml, acetic anhydride 3.24 g (3.1.8 mmol), and The rotator was placed in a 300 ml micro cylinder, and the inside of the cylinder was replaced with hydrogen. Thereafter, hydrogen was injected into the bomb to a pressure of 1 O kgf / cm 2 -G, immersed in oil at 60 ° C, and stirred with a stirrer for 40 hours.
  • the reaction solution was taken out of the bomb, and the precipitated WA n B (6- n , where n was 4 or 5) and the reduction catalyst were passed. Then, 50 ml of the acid and 50 ml of the acid were placed in a 300 ml micro-bottle, and hydrogen was injected until the pressure reached 5 kgf / cm 2 -G. Stirred for 0 hours. After the reaction was completed, 5 g (63. 7 mm 01) of acetyl chloride was added to the reaction solution, and the mixture was stirred for 1 hour.
  • Tetraacetyl dibenzylhexazol solutetan 0.50 g (0.97 mmol), 10% Pd-C 0.21 g (0.19 mg atom), 2.37 g (23.3 mmo 1) of acetic anhydride, 50 ml of acetic acid, and a rotator were placed in a 100-ml microbomb, and were replaced with hydrogen. Then, hydrogen was injected under pressure to SO kgf Z cm 2 -G, and the mixture was stirred with a stirrer for 15 hours. After the completion of the reaction, the reaction solution is taken out of the micro-bottle, the catalyst is removed by filtration, and the remaining solid obtained after distilling off the solvent of the filtrate is taken out of the solvent. Purification was performed by a reprecipitation method using the system to obtain a white solid, methyltetraethylacetylhexaurethane. The reaction conditions and yields are shown in Table 1.
  • Example ? To 1 2 [WA 4 B 2 reductive Datsua Li Lumpur menu Chirusu Ru this and by that WA s your good beauty WA 4 R 2 of the synthesis in the presence of ⁇ sill agent, of your good Bisore et al. Variation of formation ratio depending on reaction conditions) Same as in Example 6 except that the type, amount, solvent, catalyst type, amount of catalyst, hydrogen pressure, and reaction time of the acylating agent were changed. The reaction was carried out by the method. Table 1 shows the reaction conditions and the yield of the product.
  • () represents the molar equivalent of Ashiru agent for WB e mentioned Njiru group used.
  • 12 equivalents is 23.3 mmo1.
  • NAS stands for N-acetoxysuccinic acid imide.
  • Example 4 Except that the hydrogen pressure was set to 5 O kgf / cm 2 , the reaction temperature was set to room temperature, and the reaction time was set to 200 hours, the same procedure as in Example 4 was carried out to obtain hexanebenzylhexazolurethane. A reductive debenzylation reaction was performed in the presence of an acetylating agent.
  • reaction products are analyzed by GC-mass spectroscopy, and the products are tetraxyldibenzyl, oxazazol titan, and pentase.
  • the generation of Xyzol titan was confirmed.
  • the yield was analyzed by gas chromatography, and as a result, 70% of tetraxyldibenzylhexaazaisolutetitane was obtained.
  • Pen-Acetylbenzylhexazolone Retinan EI 4 6 8 (2%, m / z), 4 25 (3%, [m-COCH3] / z), 25 5 (1 2%), 91 (66%, CH 2 Ph) , 4 3 (100%, COCH 3 ).
  • Example 14 Reductive deaeration of WB 6 in the presence of an acylating agent
  • carboxylic acid ester of N-hydroxyquinodic acid imid was not used as the acylating agent, and only carboxylic acid anhydride was used. Reaction when using N) N-Acetoxysuccinic acid imid
  • the reaction was carried out in the same manner as in Example 13 except that 32.4 g was used. During the reaction, the reaction solution was sampled, and the components were analyzed by FD-mass spectrometer. As a result, the diazotyl tetrabenzyl hexazole was obtained.
  • the reaction was carried out in the same manner as in Example 13 except that acetic anhydride was not used and 7.5 g of N-acetoxysuccinic acid imide was used. During the reaction, the reaction solution was sampled, and the components were analyzed by FD-mass spectroscopy. ] + 6 19), acetyl pentyl benzoyl benzene (M + 660), acetyl pentyl benzene (M + 61 2) and triacetinoretrendibenzylhexaazaisoultitan (M + 564 4) were found to be intermediates.
  • the yield of the product by gas chromatography is as follows: diacetyltetrabenzyl hexazolene uretitane 74%, triacetate Toluene Benzyl Hexazyl Solutitan 15%, Tetraacetyl Benzyl Hexazyl Sodium Resin 3%
  • Example 1 6 [WA 4 H 2 and WA 4 B 2 yo Ri you synthesis method] Kisaazai source window Ruchi data down to te preparative La ⁇ isethionate Le Jibe down di Le 3. 6 7 g (7. 1 lmmol ), P d (OA c) 2 1. 6 0 g (7. 1 lmmol), acetic acid 1 5 0 ml, your good beauty rotor placed in a 3 0 0 ml microstrip click b Bo Nbe, it was replaced with nitrogen. After that, hydrogen was injected into the micro-bomber to 5 kgcm 2 -G and stirred with a stirrer for 15 hours.
  • Example 17 In the reaction for synthesizing WA 4 H 2 from WA 4 B 2 , using a different catalyst from Example 16 and changing the reaction temperature
  • Tetracetonitrile benzyl hexazol oleoretitan 1.20 g (2.33 mmol), 10%? ⁇ -C 0.496 g (0.466 mmo 1), 60 ml of acetic acid, and a rotor were placed in a 300 ml microbomb and replaced with nitrogen. Then, hydrogen was injected into the micro cylinder to a pressure of 3 kgf Z cm 2 G, and 40. C was placed in an oil bath and stirred with a stirrer for 5 hours.
  • this embodiment is almost the same as Embodiment 16. This indicates that WA 4 H 2 can be synthesized.
  • Example 18 [Production of WA n H ( 6 - n ) in Reductive Demethylation Step in the Presence of an Acylating Agent of WB] Hexabenzyl Hexazyl Solutiter
  • the reductive debenzylation reaction in the presence of an acetylating agent was carried out in the same manner as in Example 4, except that the reaction time was set at 200 hours. .
  • the reaction mixture was analyzed by gas chromatography. As a result, it was found that only 0.8% of hexacetyl hexazyl perititan was produced, but the high-speed liquid chromatography was performed. According to the graph, it was confirmed that tetraxylhexaisolutetin was present.
  • Example 1 9 Kisaazai to [WA 4 B 2 and WB s of completion method of obtaining Ri by the reductive Datsua Li Lumpur methylation reaction in acylation agent in the presence] to Kisabe down di Le source window Ruchi data down 1 89 g (2.66 mmol) 10% Pd-C 1.70 g (1.6 O mg atom), N-acetoxysuccinic imid 5.0 g (31.8 mm 0 1), ethyl benzene 160 m 1, acetic anhydride 3.24 g (31.8 mmo ⁇ ), and the rotor with a content of 300 ml Into a micro-bomb, and hydrogen inside the bomb Replaced.
  • Example 20 [Method of nitrifying WA 4 H 2 to synthesize WA 4 (NO) 2 , and then oxidizing it to synthesize WA 4 (N ⁇ 2 ) 2 ]
  • the decomposition temperature was measured by differential scanning calorimeter (DSC) using Seiko Denshi Kogyo DSC 220 C (heating rate: 10 ° C / min). temperature was Tsu 3 1 4 e C near der. This temperature is higher than the peak heating temperature of HNW (around 250 ° C), and dinitrotetraethyl hexazol sodium has excellent heat resistance. It turns out that it is a tramine compound.
  • Example 2 1 [Method of nitrifying WA 6 and synthesizing WA 4 (N 0 2 ) 2 ]
  • Infrared absorption (IR) spelling click preparative Le results measured in KB r method, 1 6 0 5 cm- 1 near to the absorption of antisymmetric stretching vibration of two collected by filtration group, 1 3 2 5 cm- 1 and around 1 2 7 0 cm - 1 near the two absorption symmetric stretching vibration of two preparative port group, 9 4 5 cm - 1 and around 8 8 0 cm - 1 near the absorption of deformation of two of the two-filtrated group, the absorption of stretching vibration of main switch down group W skeleton were confirmed near 3 0 3 0 cm- 1.
  • Kisaazai Previous Kisabe emissions Gilles source window Norechi data down 3.
  • hydrogen was pressed in 1 0 kgf / cm 2 one G or, stirred 3 0 0 hours at room temperature.
  • Example 19 The same procedure as in Example 19 was carried out, except that no acylating agent was added, and reductive deprotection of hexabenzyldihexazylsolute titan in the absence of the acylating agent was carried out. After the reaction, the same amount of the acylating agent used in Example 19 was added to the reaction solution, and the mixture was stirred under a nitrogen atmosphere for 5 hours.Then, the reaction solution was treated in the same manner as in Example 19. However, the presence of tetrazyldibenzylhexazol sorbitan could not be confirmed.
  • a precursor of a polynitrosulfuric acid derivative which is useful as an explosive raw material and an additive for an explosive product is provided.
  • a hexazaisoultitan derivative having an acyl group, which is useful as a polymer, a raw material for a highly polar polymer, a high-density crosslinking agent, and a polymer additive, can be obtained.

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Description

明 細 書 へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体お よ びそ の製造方法
〈 技 術 分 野 〉
本発明は、 ァ シル基を有す る へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体お よ びそ の製造方法に関する。
本発明のァ シル基を有す る へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 誘導体中に は、 高密度で N— A基 ( A : ァ シ ル基) や N 一 H基が含ま れ、 該 N— A基や N — H基は各種ニ ト ロ 化 方法に よ り N— N 0 2 に転換でき る。
したが っ て、 本発明のァ シ ル基を有する へキサァ ザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体は火薬や火薬類の添加剤 と して使用 さ れる ポ リ 二 ト ロ 化へキサア サイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の 前駆体 と して有用であ る。 特に、 本発明のァ シ ル基を有 す る へキサアサイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体は、 火薬製品の機 械的特性、 爆 ¾速度、 爆森圧力、 燃焼速度、 圧力指数、 感度、 耐熱性等の火薬性能を調節する 添加剤 と して有用 であ る ポ リ 二 ト ロ 化へキサアサイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の 前駆体 と して有用であ る。 ま たへキサニ ト ロ へキサァ ザ イ ソ ウ ルチ タ ン (以下 「 H N W」 と言 う ) は次世代の高 性能火薬材料 と して有望視さ れてい る が、 本発明のへキ サァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体は、 その前駆体 と して も 有 用でめ る。
ま た本発明のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体は、 該 物質中に含 ま れる N— A基 ( A : ァ シル基) や N— H基 の反応性を利用 して、 主鎖中や側鎖中 に高密度にァ シ ル 基を含有する高極性ポ リ マ ー に誘導可能であ る。 こ の高 極性ポ リ マ ー は、 高親水性ポ リ マ ーや高誘電率ポ リ マ ー と して有用であ る。
本発明のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体は、 その反 応性を利用 して多官能架橋剤 と して使用す る こ と も でき る
さ ら に、 本発明のへキサァ ザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体は その ま ま ポ リ マ ー改質剤等の添加剤 と して も使用す る こ と も可能であ る。
く 背 景 技 術 〉
こ れ ま でに、 本願に関係のあ る へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン (以下 「w」 と略す) 骨格を有する 化合物 と して は H N W以外に、
( 1 ) へキサキス ( ァ リ ー ル メ チ ル) へキサァザイ ソ ゥ ルチ タ ン (以下 「 H B Wj と略す)
( 2 ) テ ト ラ 了 セチル ジベ ン ジ ルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン (以下 「 T A D B Wj と略す) ]
( 3 ) カ ルノく ミ ル基を有す る へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン
(以下 「 H C W」 と略す) 〔特開平 6 — 3 2 1 9 6 2 〕 が知 ら れてい る。
( 1 ) の H B Wは、 種々 のァ リ ー ル メ チルァ ミ ン と グ リ オキサー ルを縮合 さ せる こ と で得 られ る こ と が知 られ て レ、 る。 [ J . O r g . C h e m . , v o l . 5 5 , 1 4 5 9 一 1 4 6 6 ( 1 9 9 0 ) ]
ま た ( 2 ) の T A D B Wは、 火薬原料 と して有用 で あ る とい う報告があ る [ T h e M i 1 i t a r i 1 C r i t i c a 1 T e c h n o 1 o g i e s L i s t , 0 f f i c e o f t h e U n d e r S e c r e t a r y o f D e f e n s e f o r A c q u i s i t i o n , 1 2 - 2 2 , O c t o b e r ( 1 9 9 2 ) ] が、 それが どのよ う な方法で どのよ う な 構造の火薬に変換でき るのか示さ れていない。 ま た T A D B Wの製造法について も何 も示さ れていない ο
なお H N Wについては、 その特性について I η t e r n a t 1 o n a 1 S y m ρ o s i u m o n E n e r g e t i c M a t e r i a I s T e c h n o l o
5 y P R O C E E D I N G S, S E P T E M B E R
2 一 2 7 , 7 6 - 8 1 ( 1 9 9 5 ) ; C 0 M B U S T I 0 N A N D F L A M E 8 7 , 1 4 5 - 1 5 1 ( 1 9 9 1 )
な どに報告さ れているが、 その製造方法については報告 さ れていない 0
そ こ で、 本発明者 らが、 H N Wな どのポ リ 二 ト ロ化へ キサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造法を見出すべ く 、 H B Wおよ び T A D B Wを種々 のニ ト ロ化条件でニ ト ロ 化する事を試みたが、 H B Wおよ び T A D B Wよ り 実質 的に十分な量のボ リ ニ ト ロ化へキサァザイ ソ ゥ ルチ タ ン 誘導体を得る こ とができ なかつ た。 ま た さ ら に、 H B W およ び T A D B Wはベ ン ジル基を含み、 ニ ト ロ化条件下 では種々 の二 ト 口化合物 と親和性の良い二 ト 口化芳香族 が副生成物 と して生成する ため、 目 的物であ る ボ リ ニ ト 口化へキサァザィ ソ ウルチ タ ン誘導体の分離精製が困難 であ る とい う 問題 も あ る。
( 3 ) の H C Wは、 高収率で得る こ と は難 しい。 その理 由 と して、 該物質の製造中に強酸であ る塩酸が発生 し、 原料である H B Wの分解を誘発するため と考え られる。
以上のよ う に、 上記 ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) の W骨格を有 する化合物は、 いずれ も H N Wま たは類似構造のポ リ 二 ト 口化へキサアサイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体を工業的に有利 に製造するための前駆体 と しては適さ ない。
< 発 明 の 開 示 〉
本発明者 らは、 ボ リ ニ ト ロ化へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の工業的に有利な製造方法を確立すべ く 、 容易 にボ リ 二 ト 口化へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体に変換 でき る前駆体の構造の探索とその合成法について鋭意検 を ¾7つ に。
その結果、 極性基部分 と して N — ァ シ ル基結合 と N— H結合のみを含有するへキサァザィ ソ ウルチ タ ン誘導体 が、 ポ リ ニ ト ロ化へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の前 駆体 と して有用である こ とを見出 し、 さ らに該前駆体の 工業的に有利な高収率の製造方法を見出 し、 本発明を完 成 した。
本発明の他の 目的は、 N — ァ シル基や N— H基のよ う な高極性官能基を高密度で含有する新タ イ プの機能性材 料を開発する こ と に も あ る。
すなわち、 本発明は、 一股式 ( 1 ) で表わ される ァ シ ル基を有するへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体お よ びそ の製造方法を提供する ものであ る。
W A„ H ( 6 - n ) ( 1 )
[式中、 n は 4 〜 6 の整数、 A は炭素数 1 〜 1 0 の ァ シ ル基、 Hは水素原子、 Wは下式 ( 2 ) で表わさ れる 6 価 のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を表わす。 ]
Figure imgf000008_0001
本発明 の ァ シル基を有する へキサァ ザ イ ソ ウ ノレ チ タ ン 誘導体は、 前記一般式 ( 1 ) で表わ さ れ る。
本発明に於け る ァ シ ル基 A は、 炭素数 1 〜 1 0 の ァ シ ル基であれば どの よ う な も ので も 用 い る こ と ができ 、 本 発明で使用 さ れてい る還元的脱ァ リ — ル メ チ ル反応の条 件下で安定な置換基を有 していて も よ い。 通常、 ァ シル 基 A と しては、 ァ セ チ ル、 プロ ピオ二ノレ、 ブチ リ ル、 ィ ソ ブチ リ ル、 バ レ リ ル、 へキサ ノ ィ ル、 2 — フ エ ニ ノレ ア セチ ルな どが用 い られ、 好ま し く は、 炭素数 2 〜 5 のァ シ ル基、 例えば、 了 セ チ ル、 プロ ピォニル、 ブチ リ ル、 レ リ ルな どが用 い られ、 さ ら に好ま し く は炭素数 2 〜 3 の ァ シ ル基、 例えば、 ァ セ チ ル、 プロ ピオニルな どが 用 い ら れ る。 ま た式 ( 1 ) の n 個のァ シ ル基はそれぞれ 同一の も ので も、 異な つ た も ので も よ い。
本発明の式 ( 1 ) で表わ さ れる、 ァ シ ル基を有する へ キサァザイ ソ ゥ ルチ タ ン誘導体 W A n H ( 6 - n ) は、 II の 数に よ つ て は、 同一の n であ っ て も、 ァ シ ル基、 水素原 子の置換す る位置の違いに よ り 複数の異性体を と る こ と ができ
例えば、 W A H 2 で表わ さ れる 化合物の代表的な構 造 と しては、 ( 3 ) 式で表わされる構造が挙げ られるが その構造異性体であ っ て も良い。
( 3 )
Figure imgf000009_0001
本発明のァ シル基を有す る へキサアサイ ソ ウ ルチ タ ン 誘導体 W A n H ( 6 - „ ) において、 n は 4 〜 6 の整数であ り 、 好 ま し く は 4 お よ び 6 であ る。
本発明のァ シル基を有す る へキサアサイ ソ ウ ルチ タ ン 誘導体の好ま しい構造の一つ と して、 式 ( 1 ) において n が 6 であ る誘導体、 すなわち、 下式 ( 4 )
W A 6 ( 4 )
[式中、 Aは炭素数 1 〜 1 0 のァ シ ル基、 Wは、 6 価の へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を表わす。 ]
に示すへキサァ シルへキサァ ザィ ソ ウ ルチ タ ンが挙げ ら れ る。 こ の化合物は、 構造が単純な ため、 高純度な物質 に精製 しやすい点で、 好ま し い。 ま たへキサァ セ チ ル体 は、 昇華精製で き 、 反応生成物 中 よ り 容易 に高純度の W A 6 が得 られる と い う 利点 も あ る。
好 ま しい構造の一つ と して、 式 ( 1 ) で表わ さ れ る へ キサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の内、 n 力 4 であ る へキ サァ シ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ンが挙げ られ る。 こ の 化合物は、 反応性の高い N — H基を含んでい る ので、 こ の部分のみを、 選択的に反応さ せ る こ と がで き る 点で好 ま しい。 例えば、 こ の N — H基を選択的にニ ト ロ 化す る 事で、 ジニ ト ロ化へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体が容 易 に高収率で得 られ る。
本発明のァ シ ル基を有す る へキサァ ザィ ソ ウ ルチ タ ン 化合物中 に は、 高密度の 〉 N — A基 ( A : ァ シル基) や > N — H基が含 ま れ、 こ れ ら の基は、 いずれ も 各種ニ ト 口 化方法に よ り > N— N 02 に転換 し得る。
以下に、 式 ( 1 ) で表わ さ れる へキサァザイ ソ ウ ルチ 夕 ン誘導体の合成例を示す。
本発明の WA S は、 次の反応式 ( 5 ) で表わ さ れ る よ う に W A π Η ( 6 - η ) をァ シル化剤を用 いてァ シ ル化す る こ と に よ っ て も得 られる。
ァ シル ί匕
W A η Η (6-„) > W A 6 ( 5 )
〔式中、 n は 4 〜 5 の整数、 Aは炭素数 1 〜 1 0 のァ シ ル基、 Hは水素原子、 Wは 6 価のへキサァザイ ソ ウ ルチ 夕 ン残基を表わす。 〕
式 ( 5 ) で表わ さ れ る 反応に用 い られる WA n H (6-„ は、 本発明者 ら に よ り 初めて合成 さ れた文献に未記載の 物質の一つであ る が、 こ の物質の製造方法について は後 述す る。
( 5 ) の反応に用 レ、 られ る ァ シル化剤 と して は、 2級 ア ミ ン をァ シル化す る も のな ら ばいずれ も使用で き る が 通常、 塩化ァセチル、 臭化ァセ チル、 塩化プ ロ ピオニル な どのハ ロ ゲ ン化ァ シル ; N— ァ セ ト キ シ コ ノヽ ク 酸ィ ミ ド 、 N— プロ ピオ二ルォキ シ コ ノヽ ク 酸イ ミ ド 、 N— ( 2 一 フ エ 二ルァ セ ト キ シ) コ ノヽ ク 酸イ ミ ドな どの N— ヒ ド 口 キ シ コ ハ ク 酸ィ ミ ドのカ ルボ ン酸エステル ; 無水酢酸 無水プロ ピオ ン酸、 無水酪酸、 酢酸 - ギ酸混合酸の無水 物な どの カ ルボ ン酸無水物 ; ァ セチルイ ミ ダ ブー ル、 プ 口 ピオ二ルイ ミ ダブー ルな どのア ンルイ ミ ダ ゾー ルな ど が挙 げ られる。 こ れ ら のァ シル化剤の中で、 好 ま し く は 塩化ァ セ チル、 塩化プロ ピオニルな どのハ ロ ゲ ン化ア ン ルが使用 さ れ得る。
( 5 ) の反応に用 い られる 溶媒は、 W A n H C 6 - n ) を 溶か し、 反応に悪影響を及ぼさ ない溶媒であればよ い。 例え ば、 酢酸、 プロ ピオ ン酸、 酪酸な どの カ ルボ ン酸 ; ジ メ チルス ルホキ シ ド、 ジ メ チルァセ ト ア ミ ドな どの非 プロ ト ン性極性溶媒 ; 無水酢酸、 無水プロ ピオ ン酸な ど の カ ル ボ ン酸無水物な どが挙 げ られ る。 好 ま し く は、 無 水酢酸、 無水プロ ピオ ン酸な どのカ ルボ ン酸無水物が用 い られ る。 上記溶媒は、 単独で ま たは二種以上を混合 し て用 いて よ い。
( 5 ) の反応にお け る反応温度は、 通常、 一 1 0 〜 3 0 0 °C、 好 ま し く は 0 〜 1 5 0 °Cの範囲であ る。
本発明の W A 6 は、 次の反応式 ( 6 ) で表わ さ れ る よ う に、 W A n B ( 6 - π ) を還元的脱ァ リ ー ル メ チル し、 そ の後、 ァ シル化す る こ と に よ つ て も得 られ る。
1)還元的脱了リ-ルメチル 2)了シル化
W A „ B ( 6 - n ) > > W A 6 ( 6 )
〔式中、 n は 4 〜 5 の整数、 Aは炭素数 1 〜 1 0 のァ シ ル基、 B は後述の式 ( 1 5 ) のァ リ ー ル メ チ ル基、 Wは 6 価のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を表わす。 〕
( 6 ) の反応に用 い られ る W A n B ( 6 - n , は、 どの よ う な方法で作 られた も ので も使用でき る。 こ の W A n B <6-„) は、 後述の様に 1 W B 6 か ら製造でき る ので、 そ の 方法で製造さ れた W A n B ( 6 - n , ま たは既存の物質を使 用 して も よ い。 ( 6 ) の反応の 1) 還元的脱ァ リ ール メ チルの工程は W A„ B (« -„) の脱ァ リ ール メ チル反応を進行させる方 法であればどの様な方法を用いて も良い。 通常、 還元剤 の存在下に、 還元用触媒と接触さ せる こ と に よ り 行なわ れる。
通常、 還元剤 と しては、 水素、 ヒ ドラ ジ ン、 ギ酸な ど が使用 され、 好ま し く は、 水素が用い られる。 触媒 と し ては、 通常、 白金族に属する金属、 ま たはその誘導体が 用い られ、 好ま し く は、 P d ( 0 A c ) 2 、 P d C 1 2 P d ( N〇 3 ) 2 、 P d O、 P d ( 〇 H ) 2 、 P d 3 P b : 、 P d 3 T e , な どの P d化合物、 P d合金およ び P d金属 ; R u C l s な どの R u 化合物、 R u 合金およ び R u 金属な どが用 い られ、 さ ら に好 ま し く は、 P d ( O A c ) 2 、 P d C l 2 な どの P d 化合物、 P d合金 およ び P d金属が使用 さ れる。 こ れ らの触媒は、 その ま ま使用する、 あるいは活性炭、 シ リ カ、 アル ミ ナ、 シ リ カ ー ア ル ミ ナ、 ゼォ ラ イ ト、 活性白土な どの各種担体に 担持させて使用する こ と もでき る。 反応に供する前に触 媒を還元処理 して も よい。 固体触媒の場合には、 シ リ ル 化やァ シル化な どの処理を行な う こ とで、 表面酸点を不 活性化させる、 あ る いは N a O Hな どアルカ リ 性の物質 を吸着させる こ と によ って固体表面の酸性度を変化させ る こ と もでき る。 触媒の量は、 その触媒の還元活性に よ つ て も変わ り 得 るが、 使用す る触媒金属の、 W A n B
( 6 - n ) に対する重量比で表現 して、 通常、 0. 0 0 0 1 〜 1 0 、 好 ま し く は、 0. 0 0 1 〜 1 の範囲で使用 さ れる。
( 6 ) の反応にお け る 1 ) 還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルの 工程で用 い られる溶媒は、 W A n B ( 6-n ) を溶解 し、 反 応に悪影響を及ぼさ ない溶媒であればよ い。 例えば、 酢 酸、 プ ロ ピオ ン酸、 酪酸な どのカ ルボ ン酸 ; ジ メ チ ルァ セ ト ア ミ ドな どのア ミ ド化合物 ; N , N — ジ メ チルァ ニ リ ン な どのァ ミ ン化合物な どが挙げ られ る。 こ れ ら の溶 媒は単独ま た は二種以上混合 して使用で き る。 反応速度 の点か ら酢酸、 プロ ピオ ン酸な どのカ ルボ ン酸を用 い る こ と が好 ま しい。
溶媒の量は、 用 い る 溶媒の溶解度や反応温度に よ っ て も 変わ り 得る が、 使用す る W A n B ( 6-„, に対す る 重量 比で表現 して、 通常、 1 〜 5 0 0 、 好ま し く は 5 〜 1 0 0 の範囲で使用 さ れる。
反応圧力 は、 通常、 0. 1 〜 1 0 0 0 、 好 ま し く は 1 〜 1 0 0 k g f / c m 2 の範囲であ り 、 還元剤 と して水素 を用 い る場合には、 水素の分圧で表現 して、 好ま し く は 0. l 〜 5 0 0 k g f Z c m 2 、 さ ら に好 ま し く は 1 〜 1 0 0 k g f / c m 2 の範囲であ る。 水素以外に、 窒素、 ア ルゴ ン、 ヘ リ ウ ムな どの不活性ガスが存在 して も よ い 反応温度は、 通常、 一 2 0 〜 3 0 0 eC、 好 ま し く は、 0 〜 2 0 0 °Cの範囲であ る。
反応時間 は、 使用す る触媒、 溶媒な どの条件に よ っ て も変わ り 得る が、 通常、 0. 1 〜 5 0 0 時間、 好ま し く は 1 〜 2 0 0 時間であ る。 ( 6 ) の反応の 1) 還元的脱ァ リ ール メ チルの工程に よ り W A nH (6-n) 〔 n は 4 〜 5 の整数〕 を合成 し、 それ を次の 2) ァ シル化の工程でァ シル化する。
( 6 ) の反応の 2) ァ シル化の工程において使用 さ れ る ァ シ ル化剤、 溶媒、 反応温度な どの反応条件は、 先に 反応 ( 5 ) で述べた と同様の もの、 およ び反応条件を用 いる こ とができ る。
本発明の W A 6 は、 次の反応式 ( 7 ) で表わさ れる よ う に、 W B 6 をァ シル化剤存在下で還元的脱ァ リ ール メ チル した後、 ァ シル化剤不存在下で還元的脱ァ リ ール メ チル し、 その後ァ シル化する こ と によ つ て も得 られる。
1) 了シル化剤存在下 2) 了シル化剤不存在下
W B
還元的脱了リ-ル; (チル 還元的脱ァリ-ルメチル
3)ァ シ ル化
W A 6 ( 7 )
〔式中、 A は炭素数 1 〜 1 0 の ァ シ ル基、 B は ァ リ ー ル メ チル基、 Wは 6 価のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を 表わす。 〕
( 7 ) の反応の 1 ) ァ シ ル化剤存在下での還元的脱ァ リ ール メ チルの工程は、 通常、 還元剤存在下、 還元用触 媒と接触させる こ と に よ り 行なわれる。 そのよ う な還元 剤およ び触媒と しては、 W B 6 の脱ァ リ ール メ チル反応 を進行させ、 反応系中のァ シル化剤を失活さ せない も の な らば、 どのよ う な組み合わせで も用いる こ とができ る 還元剤 と しては、 通常、 水素、 ギ酸な どが使用 され、 好 ま し く は水素が用 い ら れ る 。 触媒 と して は、 先に反応 ( 6 ) の 1 ) 還元的脱ァ リ ー ル メ チルの工程で述べた と 同 じ も のが使用でき る。
触媒の量は、 そ の触媒の還元活性に よ っ て も 変わ り 得 る が、 使用する触媒金属の、 W B s に対す る重量比で表 現 して、 通常、 0. 0 0 0 1 〜 2 0 、 好 ま し く は 0. 0 0 1 〜 1 0 の範囲で使用 さ れ る。
( 7 ) の反応のァ シル化剤存在下での還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルの工程で用 い られる ァ シル化剤 と しては、 2 級 ア ミ ン をァ シル化でき る も のであればいずれ も 使用で き る が、 通常、 N — ァ セ ト キ シ コハ ク 酸イ ミ ド、 N — プロ ピオ二ルォキ シ コ ノヽ ク 酸イ ミ ド、 N - ( 2 - フ エ ニルァ セ ト キ シ) コハ ク 酸イ ミ ドな どの N — ヒ ド ロ キ シ コ ハ ク 酸イ ミ ドのカ ルボ ン酸エステル ; 無水酢酸、 無水プロ ピ オ ン酸、 無水酪酸、 酢酸ー ギ酸混合酸の無水物な どの 力 ル ボ ン酸無水物 ; 了 セ チ ルイ ミ ダブー ル、 プ ロ ピオニル ィ ミ ダ ゾー ルな どのァ シ ルイ ミ ダ ゾ一ルな どが挙げ られ る。 こ れ らのァ シ ル化剤の中で、 N — ァ セ ト キ シ コ ヽ ク 酸イ ミ ド、 N — プロ ピオニルォキ シ コ ハ ク 酸イ ミ ドな ど の N — ヒ ド ロ キ シ コ ハ ク 酸ィ ミ ドのカ ルボ ン酸エス テル を使用す る と、 W A „ B (s-n) n は 4 5 の整数〕 の選 択性が向上す る。 したが っ て、 N — ヒ ド ロ キ シ コ ハ ク 酸 イ ミ ドの カ ル ボ ン酸エス テルが好ま し く 用 い られ る。 こ れ ら のァ シ ル化剤は、 単独 ま たは二種以上混合 して使用 で き る。 特に、 N — ァ セ ト キ シ コ ハ ク 酸イ ミ ド、 N — プ 口 ピオニルォキ シ ク 酸ィ ミ ドな どの N — ヒ ド ロ キ シ コハ ク酸イ ミ ドの カ ルボ ン酸エステル と、 無水酢酸、 無 水プロ ピオ ン酸な どのカ ルボ ン酸無水物を混合 して使用 す る と、 反応 ( 7 ) の 1) の工程の反応速度が向上 し、 ま た W A n B (6-n ) 〔 n は 4 5 の整数〕 の選択性が向上 す る ため、 特に好ま しい。
前記ァ シ ル化剤の量は、 その反応性、 反応方法や反応 条件に よ っ て も異な る が、 W B « のァ リ ー ル メ チ ル基に 対す る モ ル比で表現 して、 通常、 0. 1 1 0 0 、 好ま し く は、 1 5 0 の範囲で使用 さ れ る。 ァ シ ル化剤 と して N — ヒ ド ロ キ シ コ ハ ク酸ィ ミ ドのカ ルボ ン酸エス テル と カ ルボ ン酸無水物を混合 して用い る場合の カ ルボ ン酸無 水物の量は、 N — ヒ ド ロ キ シ コ ヽ ク酸イ ミ ドのカ ルボ ン 酸エ ス テ ルに対す る モ ル比で表現 して、 通常、 0. 0 1 1 0 0 、 好ま し く は、 0. 1 1 0 の範囲で使用 さ れる 。
( 7 ) の反応の 1) ァ シ ル化剤存在下での還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルの工程で用 い られ る溶媒は、 W B 6 を溶解 し、 反応に悪影響を及ぼさ な い溶媒であればよ い。 例え ぱ、 ベ ン ゼ ン 、 ト ノレェ ン 、 ェ チ ルベ ン ゼ ン 、 キ シ レ ン 、 ク メ ン、 シ メ ン、 ジイ ソ プロ ピノレベ ン ゼ ン、 フ エ ニノレエ チ ルエーテルな どの芳香族化合物 ; テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン . ジォキサ ン、 テ ト ラ ヒ ド ロ ピラ ン、 ジェチ ルエー テル、 ジブ口 ピルエー テル、 ジィ ソ プロ ピルエーテ ルな どの環 状 ま た は直鎖状 ま たは分岐鎖状エー テ ル ; メ タ ノ ー ル、 ェ 夕 ノ 一 ノレ、 プ ' ノ 一 ノレ、 イ ソ プ ロ ピノレ ア ノレ コ ー ル、 t ー ブチ ルァ ノレ コ ー ルな どの脂肪族ァノレ コ ー ルな どが举 げ られる。 こ れ らの溶媒は単独ま たは二種以上を混合 し て使用でき る。 上記溶媒の う ち、 ベ ン ゼ ン、 ト ルエ ン、 ェチルベ ンゼン、 キ シ レ ンな どの芳香族化合物を用いる と、 W B 6 の脱ァ リ ール メ チルの反応速度が向上する た め好ま しい。
溶媒の量は、 用いる溶媒の溶解度や反応温度によ っ て も変わ り得るが、 使用する W B 6 に対する重量比で表現 して、 通常、 0. 1 〜 1 0 0 、 好ま し く は 1 〜 1 0 0 の範 囲で使用 さ れる。
反応圧力は、 通常、 0. 1 〜 1 0 0 0 、 好ま し く は 1 〜 3 0 0 k g f / c m の範囲であ り 、 還元剤 と して水素 を用いる場合には、 場合によ っては圧力が高いほ ど反応 速度が向上するため、 水素の分圧で表現して、 好ま し く は 0. l 〜 5 0 0 k g f Z c m 2 、 さ らに好ま し く は、 1 〜 2 0 0 k g f / c m 2 の範囲である。 水素以外に、 窒 素、 アルゴン、 ヘ リ ウ ムな どの不活性ガスが存在 して も よい。
反応温度は、 通常、 — 2 0 〜 3 0 0 'C、 好ま し く は 0 〜 2 0 0 °Cの範囲である。
反応時間は、 使用する触媒、 ァ シル化剤、 溶媒な どの 条件によ って も変わ り 得るが、 通常、 0. 1 〜 5 0 0 時間 好ま し く は 1 〜 2 0 0 時間の範囲である。
( 7 ) の反応の 1 ) ァ シル化剤存在下での還元的脱ァ リ ール メ チルの工程で W A n B ( 6-n) [ n は 4 〜 5 の整数 ] を合成 し、 それを次の工程で使用する。 ( 7 ) の反応の 2) ァ シル化剤不存在下での還元的脱 ァ リ ール メ チルの工程で使用する触媒、 還元剤、 溶媒、 およ び反応温度、 反応圧力な どの反応条件は、 先の 1) ァ シル化剤存在下での還元的脱ァ リ ール メ チルの工程で 使用 した ものおよ び条件をその ま ま使用する こ とができ る。 あ る いは先に反応 ( 6 ) の 1 ) 還元的脱ァ リ ール メ チルの工程で述べた と同様の ものおよ び反応条件を使用 する こ と もでき る。
( 7 ) の反応の 1 ) ァ シル化剤存在下での脱ァ リ ー ル メ チルの工程で得 られた反応液か らァ シル化剤を除いて 得 られる反応混合物を 2) ァ シル化剤不存在下での脱ァ リ ール メ チルの工程で反応物 と して使用する こ と もでき る。 こ の と き、 還元用触媒およ び溶媒を分離 しないで、 引 き続き、 ァ シ ル化剤不存在下での還元的脱ァ リ ー ル メ チルの工程に使用する こ と は好ま しい。
( 7 ) の反応の 2) ァ シ ル化剤不存在下での還元的脱 ァ リ 一ル メ チルの工程で WAnH (6-n) [ n は 4 〜 5 の整数 ] を合成 し、 それを次の 3) ァ シル化の工程で使用する。
( 7 ) の反応の 3) ァ シル化の工程において使用 され る ァ シ ル化剤、 溶媒、 およ び反応温度な どの反応条件は . 先に反応 ( 5 ) で述べた と同様の ものおよ び反応条件を 用レ、る こ と もでき る。
( 7 ) の反応の 3) ァ シル化の工程は、 ( 7 ) の 2) ァ シ ル化剤不存在下での還元的脱ァ リ ール メ チルの工程 で得 られた反応液をその ま まで、 ある いは還元用の触媒 お よ びノ ま たは溶媒を除いた も のを出発原料 と して使用 す る こ とができ る。
本発明の W A 6 は、 反応式 ( 8 ) で表わ さ れる よ う に
W A„ B ( 6 - „ ) をァ シル化剤存在下で還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルす る こ と に よ つ て も得 られる。
ァ シル化剤存在下
W A „ B ( 6-n ) 、 ― ^ ロ → W A 6 ( 8 )
還兀的脱了リ-ルメチル
[式中、 n は 4 〜 5 の整数、 A は炭素数 1 〜 1 0 のァ シ ル基、 B はァ リ ー ル メ チ ル基、 Wは 6 価のへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン残基を表わす。 ]
( 8 ) の反応の還元剤、 触媒、 ァ シル化剤、 溶媒、 お よ び反応温度、 反応圧力な どの反応条件は、 反応( 1 3 ) で後述す る も の と 同様の も のが使用でき る。
本発明の W A S は、 次の式 ( 9 ) で表わ さ れ る よ う に
W B 6 をァ シ ル化剤存在下で還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルす る こ と に よ つ て も得 られ る。
ァ シ ル化剤存在下
W B 6 一 ― ~~ > W A 6 ( 9 )
還兀的脱了り-ルメチル
[式中、 B はァ リ ー ル メ チ ル基、 Aは炭素数 1 〜 1 0 の ァ シル基、 Wは 6 価のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を 表わす。 〕
( 9 ) の反応の反応条件な どは、 先に反応 ( 7 ) の 1 ) ァ シル化剤存在下での還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルの工程で 述べた と 同 じ条件な どを用 い る こ とがで き る。
本発明のァ シル基を有す る へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 誘導体の好 ま しい構造の一つであ る W A„ H ( 6 - n ) は、 次の式 ( 1 0 ) で表わされる よ う に W A n B (6 をァ シル化剤不存在下で還元的脱ァ リ ール メ チルする こ と よ つて得 られる。
τ 了シル化剤不存在下
W A n B ^ BiL → W A„ H 1 0 ) 還元的脱了リ-ルメチル
〔式中、 n は 4 〜 5 の整数、 A は炭素数 1 〜 1 0 のァ シ ル基、 B はァ リ ール メ チル基、 Wは 6 価のへキサァザィ ソ ウ ル チ タ ン残基を表わす。 〕
( 1 0 ) の反応は、 先に反応 ( 6 ) の 1) 還元的脱ァ リ ール メ チルの工程で述べた と同 じ条件な どを用いる こ とができ る。
本発明の W A n H ( 6-„, は、 次の式 ( 1 1 ) で表わさ れる よ う に W B 6 を 1 ) ァ シル化剤存在下で還元的脱ァ リ ール メ チル した後、 2) ァ シル化剤不存在下で還元的 脱ァ リ ール メ チルする こ と に よ つ て も得 られる。
1 )了シル化剤存在下 2)了シル化剤不存在下
W B
還元的脱了リ-ルメチル 還元脱了リ-ルメチル
> W A„ H ( 6-„) ( 1 1 )
〔式中、 n は 4 〜 5 の整数、 A は炭素数 1 〜 1 0 のァ シ ル基、 B はァ リ ール メ チル基、 Hは水素原子、 Wは 6 価 のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を表わす。 〕
( 1 1 ) の反応の 1 ) ァ シル化剤存在下での還元的脱 ァ リ ール メ チルの工程は、 先に反応 ( 7 ) の 1 ) ァ シル 化剤存在下での還元的脱ァ リ ール メ チルの工程で述べた と同 じ反応条件な どを用いる こ とができ る。
( 1 1 ) の反応の 1 ) ァ シル化剤存在下での還元的脱 ァ リ ー ル メ チルの工程で、 W A „ B (6-n ) 〔 n は 4 〜 5 の 整数〕 を合成 し、 次の 2) の工程で使用す る。
( 1 1 ) の反応の 2) ァ シル化剤不存在下での還元的 脱ァ リ ー ル メ チルの工程は、 先に反応 ( 7 ) の 2) ア ン ル化剤不存在下での還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルの工程で述 ベた と 同 じ反応条件な どを用 いる こ と ができ る。
本発明のァ シル基を有す る へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 誘導体の合成原料 と して使用 さ れ る W A n B ( 6 - n ) は、 次の式 ( 1 2 ) で表わ さ れ る よ う に W B 6 をァ シル化剤 存在下で還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルす る こ と に よ り 得 られ 。
ァ シル化剤存在下
W B 6 , ^„ ~~ W A „ B ( 6-„) ( 1 2 ) 還元的脱了り-ルメチル
〔式中、 n は 4 〜 5 の整数、 Aは炭素数 1 〜 1 0 の ァ シ ル基、 B はァ リ ー ル メ チル基、 Wは 6 価のへキサァザィ ソ ウ ル チ タ ン残基を表わす。 〕
( 1 2 ) の反応は、 先に反応 ( 7 ) の 1 ) ァ シ ル化剤 存在下での還元的脱ァ リ 一 ル メ チ ルの工程で述べた と 同 じ反応条件な どを用 い る こ と ができ る。
本発明のァ シル化剤存在下での還元的脱ァ リ 一ル メ チ ル反応において、 形成さ れた N — ァ シ ル基が、 さ ら に還 元さ れ、 N — ア ルキル基に変換さ れ る反応 も生 じ る。 N 一 ア ルキ ル基を有するへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体 の代表的な も の と して、 W A 4 R 2 が挙げ られ る。
W A 4 R 2 は、 次の式 ( 1 3 ) で表わ さ れ る よ う に W A„ B ( 6-„, をァ シ ル化剤存在下で還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルす る こ と に よ り 得 られる。
ァ シル化剤存在下
W A n B < 6 - n ) .—— - : > W A 4 R 2 ( 1 3 ) 還元的脱了リ-ルメチル
〔式中、 n は 4 〜 5 の整数、 Aは炭素数 1 〜 1 0 のア ン ル基、 B は ァ リ ー ル メ チ ル基、 R は炭素数 1 〜 1 0 の ア ルキル基、 Wは 6 価のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基 を表わす。 〕
( 1 3 ) の反応は、 先に反応 ( 6 ) の 1) 還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルの工程の反応条件な どにァ シ ル化を付加 し た条件で反応を進行 さ せる こ と ができ る。
ァ シル化は、 先に反応 ( 7 ) の 1 ) ァ シル化剤存在下 での還元的脱ァ リ 一 ル メ チ ルの工程に述べた と 同様のァ シル化剤お よ び条件な どを使用する こ とがで き る。
( 1 3 ) の反応の溶媒、 触媒、 ァ シル化剤、 お よ び反 応温度、 反応圧力な どの条件は、 先に反応 ( 7 ) の 1) ァ シ ル化剤存在下での還元的脱ァ リ 一 ル メ チ ルの工程 と 同様の も のお よ び条件を用 い る こ と も で き る。
W A 4 R 2 は、 次の式 ( 1 4 ) で表わ さ れ る よ う に W
B 6 をァ シ ル化剤存在下で還元的脱ァ リ ー ル メ チ ルす る こ と に よ っ て も 得 られる。
ァ シ ル化剤存在下
W B 6 ¾一 ^„^ > W A 4 R 2 ( 1 4 )
還元的脱了り-ルスチル
〔式中、 A は炭素数 1 〜 1 0 のァ シル基、 B はァ リ ー ル メ チ ル基、 R は炭素数 1 〜 1 0 のア ルキル基、 Wは 6 価 のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を表わす。 〕
( 1 ) の反応は、 先に反応 ( 7 ) の 1 ) ァ シル化剤 存在下での還元的脱ァ リ 一 ル メ チルの工程で述べた と 同 じ反応条件な どを使用す る こ とがで き る。
本発明のァ シ ル基を有す る へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 誘導体の合成原料 と して用 い られ る W B 6や W A n B ( 6-n>
〔 n は 4 〜 5 の整数〕 に於いて B と して表わ さ れる ァ リ ー ル メ チ ル基 と は、 ァ リ ー ル基 ( A r ) に よ り 置換 さ れ た メ チル基を示 し、 通常は、 炭素数 7 〜 2 1 の も のが使 用 さ れる。 ァ リ ー ル メ チ ル基 B の代表的な構造 と して は、 一般式 ( 1 5 )
- C H 2 A r ( 1 5 )
〔 A r は炭素数 6 か ら 2 0 の芳香族基を表わす〕
で表わ さ れ る 置換基であ る。 A r 中の炭素数 と しては、 通常は、 6 〜 2 0 、 好 ま し く は、 6 〜 1 0 、 特に好 ま し く は 6 であ る。 A r と しては、 例えば、 フ エ ニル ; ト リ ル ( 0 —、 m ―、 p —各置換体) 、 ェチ ル フ ヱ ニ ル ( 0 一、 m -、 p - 各置換体) 、 キ シ リ ルな どの、 各種ア ル キル フ エ ニル基類 ; メ ト キ シ フ エ 二ル ( 0 —、 m —、 p 一 各置換体) 、 エ ト キ ン フ エ ニル ( 0 —、 m —、 p —各 置換体) 、 ブ ト キ シ フ エ ニル ( 0 —、 m —、 p — 各置 換体) な どの、 各種ア ル コ キ シ フ ヱ ニル基類 ; ナ フ チ ル 基お よ び各種置換ナ フ チ ル基な どが挙げ られ、 好ま し く は フ エ 二ル基、 お よ び各種ア ル コ キ シ フ ヱ ニル基類が用 い られる。 6 個のァ リ ー ル メ チル基はそれぞれ同一の も ので も、 異な っ た も ので も よ い。
本発明の式 ( 1 ) で表わ さ れる 化合物は、 各種方法で 製造さ れるが、 その具体的な製造法の例を先に説明 した 前述の式 ( 1 ) で表わされる化合物の製造方法の最大 の特徴は、 W B β をァ シル化剤存在下での還元的脱ァ リ ール メ チルする工程を利用する こ と にあ る。
こ の反応は、 次の反応式 ( 1 6 ) で表わされる。
了シル化剤存在下
W Β 6 .-—— > W A ρ Β ( 6 - p >
還兀的脱了り-ルメチル
+ W A nH ( 6-„, ( 1 6 )
〔式中、 p は 1 〜 5 の整数、 n は 4 〜 6 の整数、 B はァ リ ー ル メ チル基、 Aは炭素数 1 〜 1 0 のァ シル基、 H は 水素原子、 Wは 6 価のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を 表す。 〕
( 1 6 ) の反応における W A P B (S-P) と W A nH (6-n の混合比は、 W A P B ( 6 - p , の W A n H c 6 - „ ) に対する m o 1 比で表現 して 0. 0 0 1 〜 1 0 0 0 、 好ま し く は 0. 0 1 〜 1 0 0 の範囲であ る。
( 1 6 ) の反応は、 先に反応 ( 1 2 ) で述べた と同 じ 反応条件な どを用いる こ とができ る。
すなわち、 W B 6 をァ シル化剤存在下で還元的脱ァ リ ール メ チルする こ とによ り、 1) ァ リ ール メ チル基の還 元的脱離によ る N — H結合の形成と 2) そのァ シル化に よ る N — ァ シル基の形成を逐次的に進行させる こ とが、 本発明の式 ( 1 ) で表わされるへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体を製造する にあた り重要な こ とであ る。
( 1 6 ) 式では、 W B 6 か ら W A P B ( 6 - P ) 〔 p は 1 〜 5 の整数〕 が生成するだけでな く 、 さ らに反応が進ん だ W A n H ( 6-n ) も生成する こ とを示 している。
以下で、 まず ( 1 6 ) 式の推定反応経路を簡単に説明 し、 その後こ の反応の有用性、 利用法を説明する。
( 1 6 ) の反応において生成が確認さ れた物質か ら推 定 した詳細な反応経路を式 ( 1 7 ) に示す。 なお、 反応 条件によ っ ては、 副反応 と して、 生成 した N — ァ シル基 の還元に よ る N — アルキル基の形成が生 じ るので、 その 生成物について も式 ( 1 7 ) に示 してお く 。
〔式中、 Aは炭素数 1 〜 1 0 のァ シ ル基、 B はァ リ ー ル メ チル基、 R は炭素数 1 〜 1 0 のアルキル基、 Hは水素 原子、 Wは 6 価のへキサァザイ ソ ウルチ タ ン残基を表わ す。 〕
WB
触媒
脱ァリールメチル 還元剤
WH B
ァシル化剤 ァシル化
WA B 5
i
WA H B
WA B
i
WA2H B
WA 3B
i
WA3H B 2
i
WA B
i
WA 4H B
WA4R B WA5B Z ゝ WA4H2
\
WA 4R H WA5H
\
WAe
触媒
ァシル基の還元 還元剤
WA5R
i
WA4R2 WA 3R a
( 1 7 ) ( 1 6 ) の反応において は、 バ ッ チ反応で行な う 場合 に は反応時間に応 じて、 ま た、 連続反応で行な う 場合に は接触時間に応 じて、 得 られる生成物の組成比は変化す る。 使用す る 触媒や溶媒の種類、 反応温度、 反応時間な どに よ っ て も その組成比は変わ り 得る。 したが っ て、 反 応条件を適切に設定する こ と に よ り 、 こ れ ら の生成物の 生成比を適宜変え る こ と ができ る。
( 1 6 ) の反応の有用性を以下で述べる。
W B 6 よ り 本発明のァ シル基を有す る へキサァ ザイ ソ ゥ ルチ タ ン誘導体を得る 目 的で、 ァ シル化剤を存在 さ せな い で W B 6 の還元的脱ァ リ ー ル メ チ ル に よ る W H n B ( 6 - „ ) 〔 n : l 〜 6 の整数〕 の形成を図 り 、 それをァ シ ル化 し よ う と して も、 W骨格が分解 して し ま い、 目 的物 を高収率で得る こ と はで き ない。 こ れは、 W B 6 のァ シ ル化剤不存在下での脱ァ リ ー ル メ チ ルに よ り 得 られ る W H B 5 、 W H 2 B 4 、 W H a B 3 な どの 2級ア ミ ン を含 むへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体が、 構造的 に不安定 なため と推測さ れ る。 それに対 し、 本発明のァ シル化剤 存在下での還元的脱ァ リ ー ル メ チルの方法を用 いれば、 骨格が分解す る こ と な く 、 ァ シ ル基を有す る へキサァザ イ ソ ウ ルチ タ ン誘導体を合成す る こ と がで き る 。 こ れは 反応初期に生成す る WH B 5や WH 2 B 4 な どのァ リ ー ル メ チ ル基を有す る不安定な 2极ァ ミ ンが反応系中で直ち にァ シル化さ れ安定化す る ために骨格の分解が抑制 さ れ 脱ァ リ ー ル メ チ ルお よ びァ シル化が引 き 続き 進行 し得る ため と考え られる。
遡って見る に、 一般式 ( 1 ) で表わさ れる本発明のァ シル基を有するへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体は、 上 記のよ う に、 W B β のァ シル化剤存在下での還元的脱ァ リ 一ル メ チル化反応によ り 一気に合成する こ と も可能で あ るが、 こ の場合のよ う に反応を完結さ せよ う とする と 多種類の生成物が同時に形成さ れる し、 副反応も顕著 と な る。 そ こ で、 本発明者らが W A η Η < 6η ) 〔 η は 4 〜 6 の整数〕 を工業的に有利に、 高選択的、 かつ高収率で得 る方法を見いだすべ く 、 検討 した結果、 先述の ( 1 2 ) ( 1 0 ) およ び ( 5 ) の各反応をその順に実施する こ と によ り 、 特に良好な結果が得 られた。
以下に、 ( 1 2 ) 、 ( 1 0 ) 、 ( 5 ) 式の各反応につ いて、 さ ら に詳 し く 説明する。
I . 反応 ( 1 2 ) :
先述の反応 ( 1 2 ) に於いて、 WA n B を高収 率で得る ためには、
1 ) 脱ァ リ ー ル メ チル化反応が途中で止ま る よ う に、 反 応試薬の種類や量を調整する、
2 ) 反応進行状況をガス ク ロ マ ト グラ フ ィ ーや液体 ク ロ マ ト グラ フ ィ 一でモニタ ー していて、 反応を適当な 時点で中断する、
3 ) ま た W B 6 の良溶媒であ るが、 WA n B に対 しては貧溶媒であ る よ う な溶媒 (例えば、 ェチルベ ンゼンや ト ルエ ンのよ う な芳香族化合物) を使用 し て、 W B 6 の脱ァ リ ー ル メ チル化反応に よ り 形成 さ れた WA n B ( を反応液か ら析出 さ せて し ま う 方法、
な どの各種の方法が採用可能であ る。
上記の 1 ) 、 2 ) 、 3 ) の方法の中では、 3 ) の方法が 操作が容易であ る ので工業的に特に有用であ る。
( 1 2 ) の反応において、 副反応を抑制 して W A n B の選択率を高 く す る ために は、 ァ シ ル化剤 と して
N— ァ セ ト キ シ コ ノヽ ク 酸イ ミ ドの よ う な N— ヒ ド ロ キ シ コ ハ ク 酸イ ミ ドのカ ノレボ ン酸エ ス テ ル 、 さ ら に、 こ の よ う な N— ヒ ド ロ キ シ コ ハ ク 酸ィ ミ ドのカ ルボ ン酸エス テ ル と無水 St酸な どのカ ルボ ン酸無水物 と の混合物を採用 す る こ と が収率 も選択率 も 向上 さ せる ために有効であ る こ の よ う な、 N— ヒ ド ロ キ シ コ ノヽ ク 酸イ ミ ドの カ ノレ ボ ン 酸エス テルに よ る WA n B の選択性が向上す る 効 果の理由 は明 らかではな いが、 該カ ルボ ン酸エス テル と カ ルボ ン酸無水物の よ う な他のァ シル化剤 と の反応性や 立体的規制に よ る 基質選択性な どの差に よ る も の と考え られる。
以上の よ う な N— ヒ ド ロ キ シ コ ハ ク 酸ィ ミ ドのカ ルボ ン酸エ ス テ ルに よ る WA n B ( 6-n ) の顕著な選択性の向 上の効果は、 本発明者 ら に よ り 初めて見い出 さ れた も の であ り 、 W A π Β ( を経済的に有利 に合成す る ため に極めて重要であ る。 I . 反応 ( 1 0 ) :
反応 ( 1 2 ) で得られた WA n B をさ らにア ン ル化剤存在下で還元的脱ァ リ ール メ チル化 して W A s を 合成 しょ う と した場合、 N— ァ シル基結合の還元に よ る N— アルキル基結合の形成な どの副反応が起る ので、 高 選択率で WA 6 を形成させる こ と は困難であ る。
それに対 して、 ( 1 0 ) の反応のよ う な W A n B (6-„ のァ シル化剤不存在下での還元的脱ァ リ 一 ル メ チル化反 応においては、 N— アルキル体の形成な どの副反応が抑 制さ れ、 高選択率で反応が進行する こ とが本発明者 らに よ り 見い出 さ れた。 こ の反応溶液か らは、 簡単な単利操 作で高純度の W A n H ( 6-„, が高収率で得 られる ので、 こ の反応方法は、 WA„ H ( 6-„> の合成法 と しては極め て有用である。
先述のよ う に、 W B s のァ シル化剤不存在下での還元 的脱ァ リ ール メ チル化反応においては、 生成する W H„ B (6-„) 〔 n : 1 〜 6 の整数〕 が反応系中で不安定なた めか、 高収率で単離する こ と は困難である。 それに対 し て、 上記のよ う に、 WA nH (e-n> 〔 n は 4 〜 5 の整数〕 は安定な化合物であ り 高収率で合成する こ とが出来る。
こ のよ う な WH nB (6-n) [n は 1 〜 6 の整数 ] と W A n H (s-n) [n は 4 〜 5 の整数 ] の特性に差が生ずる理由 は 明 らかではないが、 ァ シル基 A と ァ リ ール メ チル基 Bの それぞれの特性がそれぞれの化合物中のへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン骨格の安定性に影響を及ぼ しているか ら と考 え られる。
上記のよ う な WH n B ( 6 - n ) 〔 n は 1 〜 6 の整数〕 と
W A„ H ( s -„ ) 〔 n は 4 〜 5 の整数〕 の特性上の差は本 発明者 らによ り 初めて確認さ れた も のであ る。 ま た WA H (6-„) 〔 n : 4 〜 5 の整数〕 で表わさ れるへキサァザ イ ソ ウ ルチ タ ン化合物は、 公知文献に未記載の化合物で あ り 、 本発明によ り 初めて合成された。
m . 反応 ( 5 ) :
W A„ H ( 6 - n ) 〔 n は 4 〜 5 の整数〕 は、 そのま まで も、 先に く技術分野〉 で説明 したよ う に、 ポ リ ニ ト ロ化 へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の前駆体や高極性ポ リ マ ー原料な どの各種機能材料と して有用であ るが、 必要 に応 じて ( 5 ) 式の方法で容易に WA 6 に変換でき る。
A 6 も本発明によ り 初めて合成さ れた公知文献に未 記載の化合物であ り 、 前記の WA n H ( 6-„, と同様に各 種機能材料と して有用であ る。
本発明の一般式 ( 1 ) で表わさ れる ァ シル基を有する へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体 W A n H ( 6 - n ) 〔 n は 4 〜 6 の整数〕 を出発物質 と し、 ニ ト ロ化反応 と組み合 わせる こ と によ り 、 ボ リ ニ ト ロ化へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体を得る こ とができ る。
以下に、 本発明の WA nH ( s - n > 〔 n は 4 〜 6 の整数〕 の N— H基、 N— A基をニ ト ロ化 し、 N— N 02 基に転 換する例を示す。
本発明の WA„H (6-n> 〔 n は 4 〜 5 の整数〕 中の N - H基は、 各種のニ ト ロ化方法に よ り N— N 02 基に変換 でき るが、 好ま し く は、 下式 ( 1 8 ) で表わ さ れる よ う に二段階の方法で行う と収率が向上する ためよい。
すなわち、 反応( 1 8 ) に示される よ う に、 まず WA n
H の N— H基をニ ト ロ ソ化 し N— N O基に変換さ せた後、 その N— N O基を N— N 02 基にニ ト ロ化する こ とに よ り 、 高収率で WA n ( N 02) (6-n) が得 られる。
ニトロソ化 , 、
W A„H >W A„(N 0 )
ニトロ化
> W A„ ( N 02) ( 1 8 )
〔式中、 n は 4 〜 5 の整数、 Aは炭素数 1 〜 1 0 のア ン ル基、 Hは水素原子、 ( N O ) はニ ト ロ ソ基、 ( N 02) はニ ト ロ基、 Wは 6 価のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基 を表わす。 〕
( 1 8 ) の反応のニ ト ロ ソ化の工程に使用 さ れるニ ト ロ ソ化剤 と しては、 W A n H < e - „ ) をニ ト ロ ソ化 し、 W A n ( N 0 ) を生成する ものであればどの よ う な も のを用 いて も よいが、 通常は、 亜硝酸ナ ト リ ウ ム と酸の 混合物、 四酸化二窒素、 塩化ニ ト ロ シルな どが用い られ る 0
反応温度は通常一 5 0 〜 2 0 0 °C、 好ま し く は一 3 0 〜 1 0 0 °C、 さ らに好ま し く は一 2 0 〜 5 0 °Cの範囲で め る。
( 1 8 ) の反応のニ ト ロ化の工程に用い られる酸化剤 は、 ニ ト ロ ソ基を酸化 し、 ニ ト ロ基を生成する ものであ れば、 どのよ う な もので も よ い。 通常、 硝酸、 過酸化水 素な どが用 い られる。 こ れ ら の酸化剤の内、 好 ま し く は 硝酸が用 い られる。 こ れ ら の酸化剤は、 単独 ま た は二種 以上混合 して用 いて も よ い。
反応温度は、 通常 — 5 0 。C〜 2 0 0 'C、 好ま し く は 一 3 0 。C〜 1 5 0 °C、 さ ら に好ま し く は 一 2 0 °C〜 6 0 °C の範囲であ る。
本発明の W A nH <6-n ) 〔 n は 4 〜 6 の整数〕 中の N — A基 も、 容易 に N — N 0 2 基に変換で き る。 その例 と し て、 例えば、 W A 6 は各種のニ ト ロ 化剤に よ る ニ ト ロ 化 に よ り 、 W A 4 ( N 0 2 ) 2 の よ う な ポ リ ニ ト ロ 化へキサァ ザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体へ変換で き る。
ま た さ ら に反応式 ( 1 9 ) で表わ さ れ る よ う に W A n E ( 6 - n , で表わ さ れ る 各種へキサアサイ ソ ウ ルチ タ ン誘 導体をニ ト ロ 化 し、 へキサニ ト ロ へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン [W ( N 0 2)6] を得る こ と も で き る。
ニト π化
W A n E ( 6 - „ ) > W ( N 0 ( 1 9 )
[式中、 n は 4 〜 6 の整数、 Aは炭素数 1 〜 1 0 ののァ シル基、 E はニ ト ロ ソ 基 ま たはニ ト ロ 基、 Wは 6 価のへ キサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を表す。 ]
W A „ E ( 6 - n ) 中の N - A基を N — N 0 2 基に変換す る ニ ト ロ 化剤 と しては、 N — A基を N — N 0 2 基に変換 可能な も のであれば良い。 その例 と して は、 例えば硝酸 を含有す る 各種のニ ト ロ 化剤が挙げ られ、 よ り 具体的に は、 例えば、 硝酸 /硫酸系や硝酸 Z ト リ フ ルォ ロ酢酸系 の よ う な強プロ ト ン酸含有二 ト ロ 化剤が挙げ られ る 。 反応温度は、 通常、 — 5 0 〜 1 2 0 て、 好ま し く は、 — 2 0 〜 6 0 eCであ る。
反応時間は、 通常、 0. 1 〜 5 0 0 時間、 好ま し く は、 1 〜 2 0 0 時間である。
以上のよ う に W骨格中の N— H基及び N— A基は容易 にニ ト ロ 基に変換さ れ る 官能基であ る ので、 本発明の
W A nH ( 6-n ) 〔 n は 4 〜 6 の整数〕 を中間体 と して各種 のボ リ 二 ト ロ化へキサアサイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体が高収 率で製造でき る。
こ れ らのボ リ ニ ト ロ化へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導 体は、 火薬製品の機械的特性、 爆轟速度、 爆 ¾圧力、 燃 焼速度、 圧力指数、 感度、 耐熱性等の火薬性能を調節す る添加剤あるいは高性能火薬 と して有用であ る。
その有用性の一例を以下に示す。
例えば、 W A 4 ( N 02 ) 2 は、
1 ) H N Wゃ シ ク ロ テ ト ラ メ チ レ ン テ ト ラ ニ ト ラ ミ ン (以下 「 H M X」 と言う ) およ びシ ク ロ ト リ メ チ レ ン ト リ ニ ト ラ ミ ン (以下 「 R D X」 と言う ) とい っ た多 二 ト ラ ミ ン基含有環状構造を と る高性能火薬 と同様の 構造を有 し、 耐熱性では H NW、 H M Xや R D X よ り 優れている。 〔火薬製品に添加 して も製品の耐熱性を 著 し く 低下させる こ と は無い。 〕
2 ) H NW、 H M X、 R D X とい っ たニ ト ラ ミ ン化合物 と は異な り 、 骨格中に N— 二 ト ロ基以外に N— A基を 有する為か、 ボ リ ウ レ タ ンな どのバイ ン ダー成分 との 親和性が良い。
と い っ た性質を有す る。
こ れ らの性質を活か し、 こ の WA 4(N 02)2 を、 ニ ト ラ ミ ン化合物 ( H N W, H M X , R D Xな ど) と ポ リ ウ レ タ ン な どのバイ ン ダ一か らな る火薬類に添加 し、 固体 成分 (ニ ト ラ ミ ン化合物) とバイ ン ダー と の接着性を向 上さ せ る こ とができ る。
こ の WA 4(N 02)2 は、 ニ ト ロ 化に よ り 容易 に H NW に誘導出来 る ので H NWの原料 と して も有用であ る 。
ま た H N Wは、 高密度で高エ ネ ルギー を有 して い る ので 高性能爆薬や無煙推進薬の酸化剤 と して極めて有用 であ る。
本発明のテ ト ラ ァ シ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン W A 4 H 2 を ジ カ ル ボ ン酸ノヽ ラ イ ド、 ジ カ ルボ ン酸 ジエス テ ル な どの ジ カ ルボ ン酸誘導体 と反応さ せる こ と に よ り 、 へ キサァザィ ソ ウ ルチ タ ン骨格を主鎖に有す る 高極性ボ リ マ ーが得 られ る。
本発明のァ シル基を有す る へキサァ ザィ ソ ウ ルチ タ ン 誘導体 WA„H < s-n) 〔 n は 4 〜 6 の整数〕 を合成す る際 のァ シ ル化剤 と して特定の官能基を有す る ァ シ ル化剤を 用 いる こ と に よ り 、 架橋性のポ リ ア シ ルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ンが得 られ る。
ま た本発明の WA nH (6-n) 〔 11 は 4 〜 6 の整数〕 は、 そ の ま ま ボ リ マ ー の改質剤な どの添加剤 と して も使用で き る 〔 実 施 例 〕
次に実施例に よ り 本発明をさ らに詳細に説明するが、 本発明は こ れ らの例によ ってなん ら限定さ れる も のでは ない。
各測定は下記によ っ て行われた。
( 1 ) 1 H - N M R
日本電子 (株) 製の機器 J N M— F X - 2 0 0 を 使用 した。
( 2 ) 13 C - N M R
日本電子 (株) 製の機器 J N M - G X — 4 0 0 を 使用 した。
( 3 ) 13 C - 1 H C O S Y (13C — 1 Hシ フ ト相関 N M R ) 日本電子 (株) 製の機器 J N M— G X — 4 0 0 を 使用 した。 13C と !Hの相互作用を測定する方法で ある。 こ の測定によ り 13 Cか 1 Hの どち らかの帰属 ができている場合、 その ' 3 C ま たは 'Ηの結合 して いる 1 Ηま たは 13 Cのケ ミ カ ルシ フ ト が判る。
( 4 ) E I ( E l e c t r o n I m p a c t ) -マ ス スぺ ク ト ル
ヒ ユ ー レ ツ ト ' 、。 ッ カ ー ド社製の機種 H P 5 7 9 0 Bを使用 した。
( 5 ) し 、 G a s C h r o m a t o g r a p h y ) 一マ ススぺ ク ト ル
1 ) ヒ ュ ー レ ッ ト ' カ ー ド社製の
機種 H P 5 8 9 O Aを使用 した。 2 ) カ ラ ム 金 »s c a p i l l a r y c o l u m n 0. 2 5 m m i . d. x 1 5 m U 1 t r a A L L O Y ( H T ), F i l m t h i c k n e s s 0. 1 m
3 ) 温 度 カ ラ ム ; 1 0 0 °C〜 3 4 0 。C ( 2 0 m i n ) . < 2 0 eC Z m i n 昇温〉 注入 口 ; 3 4 0 °C、 G C / M S 接続部 ; 3 4 0 。C
4 ) キ ャ リ ア ガス : H e T o t a l F l o w ;
1 0 0 m l Z m i n 、 C o l u m n p r e s s u r e ; 1 0 0 k P a
( 6 ) F D ( F i e l d D e s o r p t i o n ) —マ ス スぺ ク ト ル
日 本電子 (株) 製の機種 J E 0 L H X - 1 1 0 を使用 し、 試料数 g を約 1 0 〃 1 の メ タ ノ ー ル に溶解 し、 こ の う ち数 〃 1 をェ ミ ッ タ一上に塗 布 して測定 <¾: ίττ つ た 0
( 7 ) 赤外吸収ス ベ ク ト ル
日 本分光 (株) 製の機器 F T Z I R - 5 Mを使用 し、 K B r 法で測定 した。
( 8 ) 示差走査熱量測定装置 ( D S C )
セイ コ ー 電子工業 (株) 製の機器 D S C - 2 2 0
C を使用 した ο
( 9 ) 高速液体 ク 口 マ ト グ ラ フ ィ ー
次の装置お よ び条件で測定 した。 1 ) 装置 : WA T E R S社製の 6 1 0 ァ イ ソ ク ラ テ ィ ッ ク シ ステ ム
① 6 0 0 コ ン ト ロ ー ラ ー
② 6 0 0 E ポ ン プ
③ 4 8 6 T u n a b l e A b s o b a n c e D e t e c t o r
2 ) カ ラ ム : WA T E R S社製のマイ ク ロ ボ ン ダス フ ェ ア ー
① 粒子径 5 ミ ク ロ ン
② 充填剤 C 1 8
③ ボア一サイ ズ 1 0 0 オ ン グス ト 口 厶 ④ カ ラ ムサイ ズ 3. 9 m m x l 5 c m 3 ) 移動相液体 : ァセ ト ニ ト リ ル /水 ( 6 0 4 0 )
4 ) 流量 : 0. 5 m 1 / m i n
5 ) カ ラ ム温度 : 4 0 。C
実施例 1 〔WA 6を WA 4H 2のァ セチル化に よ り 得る
方法〕
テ ト ラ ァ セチルへキサァザイ ソ ウ ノレチ タ ン 1. 0 g ( 2. 9 8 m m 0 1 ) を無水酢酸 1 0 0 m l に溶か し、 塩化ァ セ チル 5 g ( 6 3. 7 m m o l ) を加え、 1 時間撹拌 した。 そ の後、 溶媒を減圧留去 した後、 残留物を酢酸ェチ ル に 溶解 した。 該溶液にへキサ ンを添加 して沈殿を析出 さ せ、 白色固体のへキサァセ チ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 1. 1 6 g (収率 9 3 % ) を得た。
こ のへキサァ セ チ ルへキサアサイ ソ ウ ルチ 夕 ン を昇華 精製用器具に入れ、 2 7 0 。Cのォイ ノレ ノくス に浸け、 1 0 m m H g の減圧度で昇華でき る こ とを確認 した。
へキサァ セ チ ルへキサア サイ ソ ウ ルチタ ン の分析結果 を以下に示す。
1 H - N M R (溶媒 C D C 1 3 、 テ ト ラ メ チ ル シ ラ ン (以下 「 T M S 」 と言 う ) 標準、 測定温度 6 0 て)、 δ ( P P m )
2. 0 5 ( s , 6 H , C 〇 C H 3), 2. 1 4 ( s , 6 Η , C 0 C H 3), 2. 4 1 ( s , 6 H , C 0 C Η 3 ) , 6. 4 2 ( s 2 H , C H ), 6. 4 8 ( d , 2 H , C Η ), 6. 9 4 ( d , 2 H . C H ) 。
1 H 一 N M R スぺ ク ト ルに よ り 、 6 個のァセチ ル基 と 6 個の W骨格上の水素が確認さ れた ο
1 3 C 一 N M R (溶媒 C D C 1 3 、 T M S標準) 、 <5 ( ρ p m )
2 0. 7 4 ( C H 3 ) , 2 1. 5 5 ( C Η 3 ) , 6 1. 0 9 ( C H ) , 6 6. 5 5 ( C H ) , 7 2. 1 7 ( C Η ) , 1 6 7. 6 0 ( C = 0 ) , 1 6 8. 3 1 ( C = 0 ) , 1 6 9. 7 9 ( C = 0 ) 。
1 3 C 一 N M R に よ り 、 ァ セチ ル基の メ チル基炭素と カ ル ボ二ル炭素、 およ び W骨格炭素が確認さ れた。
13 c - 1 H C O S Y によ り 、 1 Ηの結合 してい る 1 3 C を帰属 した。
E I 一 マ ス スぺ ク ト ル 〔 mは親分 の分子量を示す。 〕 4 2 0 ( 5 % , m / z ) , 3 7 7 ( 5 % , [ m - C 0 C H a ] / z ) , 3 3 5 ( 1 0 % ) , 2 9 5 ( 1 5 % ) ,
2 0 8 ( 1 2 %). 1 6 5 ( 1 0 % ). 1 2 3 ( 1 2 % ). 4 3 ( 1 0 0 % , C O C H 3 ) 。
E I 一 マ ススぺ ク ト ルよ り へキサァ セ チルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の親イ オ ン ピー ク 〔 4 2 0 〕 お よ び親分子 よ り 一つのァセチル基が外れた分子のイ オ ン ピー ク 〔 3 7 7 〕 、 お よ びァ セ チ ル基のイ オ ン ピー ク 〔 4 3 〕 を確 s* し た。
赤外吸収スペ ク ト ル ( I R ) を K B r 法で測定 した結果 1 6 6 0 c m—1付近にァ セ チル基のカ ルボニル基 ( C = 0 ) の伸縮振動の吸収が確認さ れた。
実施例 2 〔WA 6を WA 4 B 2よ り 合成す る方法〕
テ ト ラ ァ セ チ ル ジベ ン ジルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 3. 6 7 g ( 7. 1 l m m o l ) , P d ( 0 A c ) 2 1. 6 g ( 7. 1 l m m o l ) , 酢酸 1 5 0 m 1 , お よ び回転子を
3 0 0 m l マ イ ク ロ ボ ンベに入れ、 窒素置換 した。 そ の 後、 マ イ ク ロ ボ ンベに水素を 5 k g f Z c m 2 — G迄圧 入 し、 ス タ ー ラ ーで 1 5 時間撹拌 した。 マ イ ク ロ ボ ン べ よ り 反応溶液を取 り 出 し、 触媒を嫌過 し、 溶媒を減圧留 去 した後の残固体を酢酸ェチル 1 0 0 m l で洗い取 り 出 した。 こ の 白色固体を無水酢酸 2 0 0 m l に溶か し、 そ の上に塩化ァ セ チ ル 5 g ( 6 3. 7 m m o l ) を加え、 1 時間撹拌 した。 その後、 溶媒を減圧留去 し、 ト ルエ ンで 再結晶 し、 白色固体のへキサァ セ チ ルへキサァザイ ソ ゥ ルチ タ ン 2. 0 9 R (収率 7 0 % ) を得た。 実施例 3 〔WA 6を WA 4 B 2よ り 合成する際に、 還元的 脱ァ リ ール メ チル工程での生成物を溶液か ら取 り 出 さ ずに、 そのま ま ァセチル化工程を行う 方法〕
実施例 2 と同様の操作を行ない、 テ ト ラ ァセチル ジ べ ン ジ ルへキサア サイ ソ ウ ル チ タ ン を還元的脱フ ェ ニ ル メ チル して得 られた、 還元用触媒およ び溶媒を含む反応溶 液に、 塩化ァセチル 5 g ( 6 3. 7 m m o I ) を加え、 3 時間撹拌 し、 触媒を濾過 し、 溶媒を減圧留去 した後の残 固体を ト ル エ ン で再結晶 し、 白色固体のへキサァセ チ ル へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン 1. 9 2 g (収率 6 4 % ) を得 た。
実施例 4 〔WA «を W B 6よ り 合成する方法〕
へキサベン ジルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン 1. 8 9 g ( 2. 6 6 m m 0 1 ) . 1 0 % P d - C 1. 7 0 g ( 1. 6 O m g原子) 、 N— ァセ ト キ シ コハ ク 酸イ ミ ド 5. O g ( 3 1. 8 m m o l ) 、 ェ チ ルベ ン ゼ ン 1 6 0 m l 、 無水 酢酸 3. 2 4 g ( 3 1. 8 m m o l ) 、 およ び回転子を内容 量 3 0 0 m l のマイ ク ロ ボ ンベに入れ、 ボ ンべ内を水素 置換 した。 その後、 ボ ンべ内に水素を 1 O k g f /c m 2 — G迄圧入 し、 6 0 °Cのオイ ルノく スにつけ、 ス タ ー ラ ー で 4 0 時間撹拌 した。 反応溶液を室温まで冷却 した後、 ボ ン べ内 よ り 反応溶液を取 り 出 し、 析出 した W A n B ( 6 - n , 〔 n は 4 ま たは 5 〕 と還元用触媒を滤過によ り 取 り 出 し、 それ と 酸 5 0 m l を 3 0 0 m l のマイ ク ロ ボ ン べ に入れ、 水素を 5 k g f / c m 2 — G迄圧入 し、 2 0 時間撹拌 した。 反応終了後、 反応溶液に塩化ァセチル 5 g ( 6 3. 7 m m 0 1 ) を加え 1 時間撹拌 した。 その後、 反応溶液よ り 、 溶媒を減圧留去 し、 ク ロ 口 ホ ルム 2 0 0 m l を加え、 WA 6 を主成分 とする固体を溶か し、 触媒 を壚過 し、 ろ液を減圧で溶媒留去 し、 残固体を ト ルエ ン で再結晶 し、 白色固体のへキサァセチルへキサァザイ ソ ウ ルチタ ン 0. 5 0 g (収率 4 5 % ) を得た。
実施例 5 〔WA nH (6-n)およ び WA 6を W B 6よ り 合成す る方法〕
へキサベ ン ジルへキサァザィ ソ ウ ルチタ ンのァセチル 化剤存在下での還元的脱べ ン ジル反応は、 実施例 4 と同 様の方法で行ない、 反応終了後、 ボ ンべ内 よ り 反応溶液 を取 り 出 し、 析出 した固形分 と還元用触媒を爐過 し、 濾 紙上の固体を ク ロ 口 ホ ルム 2 0 0 m l で洗 っ た。 濾液 (反応溶液 と ク ロ 口 ホルム洗浄液) を溶媒留去 し、 残固 体を ク ロ 口 ホルム 2 0 0 m l に溶か し、 それに 2 8 %ァ ン モニァ水 2 0 0 m l を加え、 激 し く 3 0 分間撹拌する こ と に よ り 、 N—ァセ ト キ シ コハ ク酸イ ミ ドを分解 して 水相側へ除去 した。 ク ロ 口 ホルム層を取 り 出 し、 溶媒を 留去 し得た白色固体を酢酸 5 0 m l に溶か し、 P d ( 0 A c ) 2 0. 6 g ( 2. 6 6 m m o l ) を加え、 1 0 0 m l マイ ク ロ ボンベに入れ、 水素を 5 k g f Z c m 2 — G迄 圧入 し、 2 0 時間撹拌 した。 こ の時点でのへキサァセチ ルへキサァザィ ソ ウ ルチタ ンの収率をガス ク ロ マ ト グラ フ ィ 一で分析した と こ ろ、 0. 3 %であ っ た。 その後、 塩 化ァ セ チル 5 g ( 6 3. 7 m m o 1 ) を加え 1 時間撹拌 し た後、 溶媒を減圧留去 し、 残固体に ク ロ 口 ホルムを 2 0 O m l 加え、 触媒を濂過に よ り 除去 し、 濾液を溶媒留去 後の残固体を ト ルエ ンで再結晶 し、 へキサァ セ チルへキ サァザイ ソ ウ ルチ タ ン 0. 3 9 g (収率 3 5 % ) を得た。 こ の結果は、 塩化ァセチ ルを加え る前の反応溶液中 に、 テ ト ラ ァ セ チ ルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン、 ペ ン 夕 ァ セ チ ルへキサァザィ ソ ゥ ノレチ タ ン と い っ た 2級ァ ミ ン を有 す る へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン化合物が生成 して い る こ と を示 してい る。
実施例 6 C W A 4 E t 2(E t : ェチル基) を WA 4B 2よ り 合成する方法〕
テ ト ラ ァ セチ ル ジベ ン ジルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 0. 5 0 g ( 0. 9 7 m m o l ) , 1 0 % P d - C 0. 2 1 g ( 0. 1 9 m g原子) 、 無水酢酸 2. 3 7 g ( 2 3. 3 m m o 1 ) 、 酢酸 5 0 m l 、 お よ び回転子を内容量 1 0 0 m l のマ イ ク ロ ボ ンベに入れ、 水素置換 した。 そ の後、 水素 を S O k g f Z c m 2 — G迄圧入 し、 ス タ ー ラ ー で 1 5 時間撹拌 した。 反応終了後、 マイ ク ロ ボ ンべ内 よ り 反応 溶液を取 り 出 し、 触媒を據過に よ り 除去 し、 濾液を溶媒 留去 した後の残固体を ク ロ 口 ホルム Zへキサ ン系 に よ る 再沈殿法で精製す る こ と に よ り 、 白色固体の ジェチ ルテ ト ラ ァ セチ ルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン を得た。 反応条 件及び収率を表 1 に示 した。
ジェチ ルテ ト ラ ァセ チ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の 分析結果を以下に示す。
E I — マ ス ス ぺ ク ト ル
3 9 2 ( l %、 m / z ) 、 2 7 8 ( 1 % ) 、 2 3 6 ( 1
0 % ) 、 1 9 3 ( 2 5 % ) 、 1 3 8 ( 3 0 % ) 、 1 0 9 ( 4 5 % ) 、 9 7 ( 2 0 % ) 、 8 1 ( 8 1 % ) 、 6 9 ( 6 0 % ) 、 5 6 ( 2 0 % ) 、 4 3 ( 1 0 0 %、 C 〇 C
H 3)、 2 9 ( 2 0 % , C H 2 C H 3 ) 、 2 8 ( 5 2 % )、
1 5 ( 2 0 %、 C H 3 ) 。
E I 一 マ ススぺ ク ト ル よ り テ ト ラ ァ セ チ ル ジェチルへキ サァザイ ソ ウ ノレチ タ ン の親イ オ ン ピー ク 〔 3 9 2 〕 、 ァ セ チ ル基のイ オ ン ピー ク 〔 4 3 〕 、 お よ びェチ ル基のィ オ ン ピー ク 〔 2 9 〕 が確認さ れた。
' H — N M R ス ぺ ク ト ノレ (溶媒 C D C 1 3 、 T M S 標準)、 δ p p )
1. 2 5 ( t , 6 Η , ェチ ル基の C H 3 ) 2. 1 4 ( s , 1 2 H , C 0 C H 3 ) , 2. 9 0 ( m , 4 H , ェ チ ル基の C H 2 ) , 5. 2 0 ( d , 2 H , C H ) , 5. 7 4 ( d , 2 H , C H ) , 6. 4 0 ( s , 2 H , C H ) 。
' H — N M R スぺ ク ト ル よ り ェチル基、 ァ セチ ル基、 お よ び W骨格の メ チ ン基が確認 さ れた。
実施例 ? 〜 1 2 〔 W A 4 B 2をァ シル化剤存在下で還元的 脱ァ リ ー ル メ チルす る こ と に よ る W A sお よ び W A 4 R 2 の合成、 お よ びそれ らの生成比の反応条件に よ る 変化〕 ァ シ ル化剤の種類、 量、 溶媒、 触媒種、 触媒量、 水素 圧力、 反応時間を変えた こ と の他は、 実施例 6 と 同様の 方法で反応を行な っ た。 反応条件お よ び生成物の収率を 表 1 に示 した。
表 1 よ り 、 へキサァ セチ ルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン お よ び ジェチルテ ト ラ ァセチルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン は、 種々 の触媒を用いて合成で き る こ とが判 る。
表 1
Figure imgf000047_0001
〔註〕 1) ( ) 内は、 使用する WBe のべンジル基に対するァシル化剤のモル当量を表わす。 例えば、 12当邐 とは、 23.3 mmo 1である。
2) ( :) 内は、 使用する WBe のべンジル基に対する触媒のモル%を表わす。 例えば、 10モル%とは、 0.2 0 mmo 1である。
3) NASは、 N—ァセ卜キシコハク酸イミ ドを表わす。
4) この 10%Pd— Cは、 使用前に無水酢酸により処理したものである。
5) 収率は、 ガスクロマトグラフィーで定量した値である。
6) 表中の A cはァセチル基、 E tはェチル基を表わす。
実施例 1 3 〔 W B 6をァ シル化剤存在下で還元的脱ァ リ ー ル メ チルする こ と に よ る W A 4 B 2、 W A 5 B な どの 種々 のァセ チ ル基を有す る へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 誘導体の合成〕
水素圧力を 5 O k g f / c m 2 、 反応温度を室温、 反 応時間を 2 0 0 時間 と した他は、 実施例 4 と 同様の方法 でへキサベ ン ジルへキサァ ザィ ソ ウ ルチ タ ン の ァ セ チ ル 化剤存在下での還元的脱べ ン ジル反応を行な つ た。
反応終了後、 G C —マススぺ ク ト ル に よ る 反応生成物 の分析を行ない、 生成物 と してテ ト ラ ァ セ チル ジベ ン ジ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン、 ペ ン 夕 ァ セ チ ルベ ン ジル へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン、 へキサァ セ チ ルへキサァ ザ イ ソ ウ ルチ タ ン、 ェチルペ ン 夕 ァ セ チ ルへキサァ ザイ ソ ウ ルチ タ ン、 ジェチ ルテ ト ラ ァセチルへキサァ ザイ ソ ゥ ルチ タ ン の生成が確認さ れた。 それ ら の収率を ガス ク ロ マ ト グラ フ ィ 一で分析 した結果、 テ ト ラ ァ セチ ル ジベ ン ジ ルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ンが 7 0 % . ペ ン 夕 ァ セ チ ルベ ン ジ ルへキサァザィ ソ ウ ル チ タ ン 力 6. 2 % 、 へキサ ァ セ チ ルへキサアサイ ソ ウ ルチ タ ンが 0. 9 96、 ェチルぺ ン タ ァ セチルへキサァ ザイ ソ ウ ルチ タ ンが 1. 3 % . ジェ チ ルテ ト ラ ァセチ ルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン 力 1. 1 % の収率で生成 してい る こ と を確認 した。 こ れ ら の生成物 の E I 一 マ ス スぺ ク ト ルを以下に示す。
ペ ン 夕 ァセ チ ルベ ン ジルへキサァザィ ソ ゥ ノレチ タ ン の E I 一 マス スぺ ク ト ル 4 6 8 ( 2 %、 m / z ) 、 4 2 5 ( 3 %、 [ m - C O C H 3 ] / z ) , 2 5 5 ( 1 2 % ) 、 9 1 ( 6 6 %、 C H 2 P h ) , 4 3 ( 1 0 0 %、 C O C H 3 ) 。
ェチ ルペ ン 夕 ァ セ チルへキサァザィ ソ ウ ルチ 夕 ン の E I 一 マ ス スぺ ク ト ル
4 0 6 ( l %、 m z ) 、 3 6 3 ( 1 %、 [ m - C 0 C H 3 ] Z z ) 、 2 7 8 ( 2 % ) 、 2 3 6 ( 5 % ) 、 1 9 3 ( 1 0 % ) 、 1 0 9 ( 1 2 % ) 、 4 3 ( 1 0 0 %、 C 0 C H 3 ) 2 9 ( 1 5 %、 C H 2 C H 3 ) 、 1 5 ( 8 %、 C H 3 ) 。
ジェチ ルテ ト ラ ァ セチルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ンの E I 一 マ ス スぺ ク ト ル
3 9 2 ( l %、 m Z z ) 、 2 7 8 ( 1 % ) 、 2 3 6 ( 1 0 % )、 1 9 3 ( 2 5 % ) 、 1 3 8 ( 3 0 % ) 、 1 0 9 ( 4 5 % )、 9 7 ( 2 0 % ) 、 8 1 ( 8 1 % ) 、 6 9 ( 6 0 % ) 、 5 6 ( 2 0 % ) 、 4 3 ( 1 0 0 %、 C O C
H 3)、 2 9 ( 2 0 %、 C H 2 C H 3 ) 、 2 8 ( 5 2 % )、 1 5 ( 2 0 %、 C H 3 ) 。
へキサァ セチ ルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン の E I 一 マ ス スぺ ク ト ル
4 2 0 ( 5 %、 m / z ) 、 3 7 7 ( 5 %、 [ m - C O C H 3 ] / z ) , 3 3 5 ( 1 0 % ) 、 2 9 5 ( 1 5 % ) 、 2 0 8 ( 1 2 % )、 1 6 5 ( 1 0 % )、 1 2 3 ( 1 2 % )、 4 3 ( 1 0 0 %、 C O C H 3 ) 。
実施例 1 4 〔W B 6のァ シル化剤存在下での還元的脱ァ リ ー ル メ チ ル工程において、 ァ シ ル化剤 と して N — ヒ ド ロ キ ン コ ノヽ ク 酸ィ ミ ドの カ ルボ ン酸エス テルを使用 せず、 カ ルボ ン酸無水物のみを使用す る場合の反応〕 N — ァセ ト キ シ コハ ク酸イ ミ ドを用いず、 無水酢酸を
3 2 . 4 g 使用 した こ と の他は、 実施例 1 3 と 同様の方 法で反応を行な っ た。 反応途中で、 反応溶液をサ ン プ リ ン グ し、 成分を F D — マ ス スぺ ク ト ルで分折 した結果、 ジァ セ チ ルテ ト ラ べ ン ジ ルへキサァザィ ソ ゥ ゾレチ タ ン
( + 6 1 2 ) 、 ト リ ァ セ チ ル ト リ ベ ン ジ ルへキサァザ イ ソ ウ ルチ タ ン ( M + 5 6 4 ) が中間体 と して生成 して い る こ とが判 っ た。 ま たァ セ チ ル基の還元 さ れた生成物 と して、 ェチル ジァ セ チ ル ト リ ベ ン ジ ルへキサァザィ ソ ゥ ノレチ タ ン ( M + 5 5 0 )、ェチ ル ト リ ァ セ チ ル ジベ ン ジ ルへキサァ ザイ ソ ウ ルチ タ ン ( M + 5 0 2 ) 、 ジェチ ル ジァ セ チ ル ジベ ン ジルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン ( M +
4 8 8 ) の生成が確認さ れた。
反応終了後の生成物の ガス ク ロ マ ト グラ フ ィ 一 に よ り 求 めた収率は、 ト リ ア セ チ ル ト リ ベ ン ジ ルへキサァザィ ソ ゥ ノレチ タ ン 1 3 %、 ェチ ル ジァ セチル ト リ ベ ン ジルへキ サァザイ ソ ウ ノレチ タ ン 3. 1 %、 テ ト ラ ァ セ チ ル ジベ ン ジ ルへキサァザイ ソ ウ ノレチ タ ン 7. 5 %、 ェチ ル ト リ ア セ チ ル ジベ ン ジルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン 3 2 % . ジェチ ル ジァ セ チ ル ジベ ン ジ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 3 0 %、 ペ ン タ ァセチ ルベ ン ジルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン 1. 6 % . ェチルテ ト ラ ァ セ チ ルベ ン ジルへキサァザィ ソ ゥ ノレチ タ ン 1. 1 %、 ジェチ ル ト リ ア セ チ ルベ ン ジルへキ サァザイ ソ ウ ルチ タ ン 6. 2 %、 へキサァセ チルへキサァ ザイ ソ ウ ルチ タ ン 0. 5 %、 ェチ ルペ ン 夕 ァセ チ ルへキサ ァザイ ソ ウ ルチ タ ン 1. 2 %、 ジェチ ルテ ト ラ ァ セ チ ルへ キサァザイ ソ ウ ルチ タ ン 1. 1 %であ っ た。
こ の結果よ り 、 ァ シ ル化剤 と して N — ヒ ド ロ キ ン コ ハ ク 酸ィ ミ ドのカ ルボ ン酸エス テルを使用 しな い場合は、 ァ シ ル基の還元反応に よ る ア ルキル基の生成が顕著であ る こ と が判 る。
実施例 1 5
〔 W B sのァ シ ル化剤存在下での還元的脱ァ リ 一ル メ チ ル工程において、 ァ シ ル化剤 と して N — ァ セ ト キ シ コ ハ ク 酸イ ミ ドを単独で使用す る場合の反応〕
無水酢酸を用 いず、 N — ァ セ ト キ シ コ ハ ク 酸イ ミ ドを 7. 5 g 使用 した こ と の他は、 実施例 1 3 と 同様の方法で 反応を行な っ た。 反応途中で、 反応溶液をサ ン プ リ ン グ し、 成分を F D — マ ス スぺ ク ト ルで分析 し た結果、 ペ ン 夕 ベ ン ジルへキサァザイ ソ ウ ノレチ タ ン ( 「 M + H ] + 6 1 9 ) 、 ァ セチ ルペ ン 夕 ベ ン ジ ルへキサァ ザイ ソ ウ ルチ タ ン ( M + 6 6 0 ) 、 ジァ セ チ ルテ ト ラ べ ン ジ ルへキサ ァザイ ソ ウ ルチ タ ン ( M + 6 1 2 ) 、 ト リ ァ セ チ ノレ ト リ ベ ン ジルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン ( M + 5 6 4 ) が中 間体 と してい る こ と が判 っ た。 反応終了後の生成物の ガ ス ク ロ マ ト グラ フ ィ ー に よ る収率は、 ジァ セチ ルテ ト ラ ベ ン ジ ルへキサァザイ ソ ウ ノレチ タ ン 7 4 %、 ト リ ァ セ チ ル ト リ ベ ン ジルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン 1 5 %、 テ ト ラ ァ セ チ ル ジベ ン ジルへキサァザィ ソ ゥ ノレチ タ ン 3 %で あ つ に o
こ の結果よ り 、 W B 6 のァ シル化剤存在下での還元的 脱ァ リ ー ル メ チ ル工程において、 ァ シル化剤 と して N— ヒ ド ロ キ ン ク 酸ィ ミ ドのカ ルボ ン酸エス テルを単独 で使用 し た場合、 WA 4 B 2 以前のァ シル基の還元反応 に よ る ア ルキ ル基の生成は抑制でき る こ とが判 る。 し力、 し、 N — ヒ ド ロ キ シ コ ヽ ク 酸イ ミ ドのカ ルボ ン酸エス テ ル と カ ルボ ン酸無水物を混合 して使用する場合 に比べ、 反応速度は低い こ と も判 る。
実施例 1 6 〔W A 4H 2を WA 4B 2よ り 合成す る 方法〕 テ ト ラ ァ セチ ル ジベ ン ジ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 3. 6 7 g ( 7. 1 l m m o l ) , P d ( O A c ) 2 1. 6 0 g ( 7. 1 l m m o l ) , 酢酸 1 5 0 m l , お よ び回転子 を 3 0 0 m l マ イ ク ロ ボ ンベに入れ、 窒素置換 した。 そ の後、 マ イ ク ロ ボ ンベに水素を 5 k g c m 2 — G迄 圧入 し、 ス タ ー ラ ーで 1 5 時間撹拌 した。 マ イ ク ロ ボ ン ベよ り 反応溶液を取 り 出 し、 触媒を濂過 し、 溶媒を減圧 留去 した後の残固体を酢酸ェチル 1 0 0 m l で洗い、 白 色固体テ ト ラ ァ セチルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン 1. 6 7 g (収率 7 1 % ) を得た。
テ ト ラ ァ セ チルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の分折結果 を以下に示す。
1 H - N M R (溶媒 D 2 〇、 T M S標準) 、 5 ( D p m ) 1. 9 8 ( s , 6 H , C 0 C H 3 ) , 2. 0 0 ( s , 6 H, C 0 C H 3 ) , 5. 2 9 ( m , 2 H , C H ) , 5. 5 0 ( m , 2 H , C H ) , 6. 3 5 ( m , 2 H , C H ) 。
' H — N M R に よ り 、 4 個のァセチル基と W骨格の メ チ ン基を確認 した。
赤外吸収スぺ ク ト ル ( I R ) を測定 した結果、 3 3 0 0 〜 3 4 0 0 c m— 1の二本の 2 級ア ミ ン ( N — H基) の伸 縮振動の吸収が確認さ れた。 ま た 1 6 6 0 c m 1付近に ァセチル基のカ ルボニル ( C = 0 ) 基の伸縮振動が確認 された。 こ れ ら よ り 、 W骨格の置換基 と して、 ァセチル 基 と N — H基が存在する こ とが判る。
実施例 1 7 〔W A 4H 2を W A 4 B 2よ り 合成する反応にお いて、 実施例 1 6 と異な っ た触媒を使用 し、 反応温度 を変化させての反応〕
テ ト ラ ァ セ チ ノレ ジ ベ ン ジ ルへキ サ ァ ザイ ソ ウ ノレ チ タ ン 1. 2 0 g ( 2. 3 3 m m o l ) , 1 0 % ? ά - C 0. 4 9 6 g ( 0. 4 6 6 m m o 1 ) , 酢酸 6 0 m l , およ び回転 子を 3 0 0 m l マイ ク ロ ボ ンベに入れ、 窒素置換 した。 その後、 マイ ク ロ ボ ンベに水素を 3 k g f Z c m 2 G 迄圧入 し、 4 0 。Cのオイ ルバスにつけ、 スタ ー ラ ーで 5 時間撹拌 した。 マイ ク ロ ボ ンベよ り 反応溶液を取 り 出 し、 触媒を濾過 し、 溶媒を減圧留去 した後の残固体を酢酸ェ チル 1 0 0 m l で洗い、 白色固体のテ ト ラ ァセチルへキ サァザイ ソ ウ ルチタ ン 0. 5 7 g (収率 7 3 % ) を得た。
その結果、 本実施例に於いて も実施例 1 6 とほぼ同様 に W A 4 H 2が合成でき る こ とが判 る。
実施例 1 8 〔W B «のァ シル化剤存在下での還元的脱ァ リ ー ル メ チル工程にお ける W A n H ( 6n )の生成〕 へキサベ ン ジルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ンの ァ セ チル 化剤存在下での還元的脱べ ン ジル反応を、 反応時間を 2 0 0 時間 と した こ と の他は、 実施例 4 の方法 と 同様の方 法で行な っ た。 反応終了後反応液をガス ク ロ マ ト グラ フ ィ 一で分析 した結果、 へキサァ セチルへキサァザイ ソ ゥ ルチ タ ン は、 0. 8 % しか生成 して いなか つ たが、 高速液 体 ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー に よ り テ ト ラ ァ セ チルへキサァ ザ イ ソ ウ ルチ タ ンが存在 してい る こ とが確認さ れた。 上記 反応液に塩化ァ セチ ルを加え、 一時間撹拌 した後に は、 へキサァ セ チ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ンが 5 % ガス ク 口 マ ト グ ラ フ ィ 一で確認さ れた。 こ の こ とか ら も 、 反応 系内 に テ ト ラ ァ セ チ ルへキサァ ザイ ソ ウ ルチ タ ン、 お よ びペ ン 夕 ァ セチルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン が存在 して い る こ と が判 る。
実施例 1 9 〔 W A 4 B 2を W B sの了 シル化剤存在下での 還元的脱ァ リ ー ル メ チル反応に よ り 得る方法〕 へキサベ ン ジ ルへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン 1. 8 9 g ( 2. 6 6 m m o l ) 1 0 % P d - C 1. 7 0 g ( 1. 6 O m g原子) 、 N — ァ セ ト キ シ コ ハ ク酸イ ミ ド 5. 0 g ( 3 1. 8 m m 0 1 ) 、 ェチ ルベ ン ゼ ン 1 6 0 m 1 、 無水 酢酸 3. 2 4 g ( 3 1. 8 m m o 〗 ) 、 お よ び回転子を内容 量 3 0 0 m l のマ イ ク ロ ボ ンベに入れ、 ボ ンべ内を水素 置換 した。 その後、 ボ ン べ内に水素を 5 0 k g f Z c m 2 一 G迄圧入 し、 ス タ ー ラ ーで 2 0 時間撹拌 した。 ボ ンべ 内 よ り 反応溶液を取 り 出 し、 触媒 と析出 した固体を濾過 し、 爐紙上の固体を ク ロ 口 ホルム 2 0 0 m l で洗 っ た。 濂液 (反応溶液 と ク ロ 口 ホ ルム洗浄液) を溶媒留去 し、 残固体を ク ロ 口 ホルム 2 0 0 m l に溶か し、 それに 2 8 % ア ン モニア水 2 0 0 m 1 を加え、 激 し く 3 0 分間撹拌 した。 こ の操作に よ り 、 N— ァ セ ト キ シ コ ノヽ ク 酸イ ミ ド が有機層か ら除去さ れ る。 ク ロ 口 ホルム層を取 り 出 し、 溶媒留去 し、 白色固体 1. 2 9 gを得た。 こ れを、 ェチ ル ベ ン ゼ ンで再結晶 し、 白色固体 1. 0 3 g (収率 7 5 % ) を得た。 こ の も のの分析を F D— マ ス スぺ ク ト ル、 'Η お よ び 1 3 C — N M R、 13 C - 1 H C O S Yを用 いて構 造解析を行な い、 テ ト ラ ァ セチル ジベ ン ジ ルへキサァザ イ ソ ウ ルチ タ ンであ る こ と を確認 した。 テ ト ラ ァ セ チ ル ジベ ン ジ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の分析結果を以下 に示す。
F D — マ ススペ ク ト ル 5 1 7 ( [ M + H ] + )
'Η— N M Rスぺ ク ト ル (溶媒 C D C 1 3 、 T M S標準) δ ( p p m )
1. 9 4 ( s , 6 H , C 0 C H a ) , 2· 1 5 ( s , 6 H , C 0 C H 3 ) , 4. 0 6 ( d , 2 H , C H 2 ) , 4. 2 9 ( d , 2 H , C H 2 ) , 5. 0 9 ( d , 2 H , C H ) , 5. 7 0 ( d , 2 H , C H ) , 6. 4 2 ( s , 2 H , C H ) , 7. 3 〜 7. 5 ( m , 1 0 H , P h:) 。 'H— N M Rスペ ク ト ルに よ り 、 4 個のァ セ チ ル基、 2 個のベ ン ジ ル基、 6 個の W骨格中の メ チ ン基が確認さ れ た。
13 C - N R (溶媒 C D C 1 3 、 T M S標準) 5 ( p P m
2 0. 7 3 7 ( C H 3 ) , 2 2. I l l ( C H 3 ) , 5 6. 4 2 8 ( C Η 2 ) , 6 9. 6 7 9 ( C Η ) , 7 0. 5 9 2 ( C Η ) , 1 2 8. 0 5 6 ( Ρ h ) , 1 2 8. 6 7 3 ( Ρ h ) , 1 2 8. 9 2 8 ( P h ) , 1 3 6. 7 4 2 ( P h ) , 1 6 8. 2 6 3 ( C 0 ) 。
13C — N M Rス ぺ ク ト ノレ に よ り 、 ァ セ チ ル基、 ベ ン ジ ル 基の フ ヱ ニル基お よ び メ チ レ ン基、 W骨格中の メ チ ン基 が確認さ れ る。
1 H - 13 C C O S Yに よ り 、 'Ηの結合 して い る 1 3 C を帰属 した。
実施例 2 0 〔WA 4H 2をニ ト ロ ソ 化 し、 WA 4(N O )2を 合成 した後、 それを酸化 し WA 4(N〇 2)2 を合成す る 方法〕
テ ト ラ ァ セ チ ルへキサァザイ ソ ウ ル チ タ ン 0. 3 3 6 g ( 1 m m 0 1 ) と 5 0 %酢酸 1 0 m l を 1 0 0 m l 反応 容器に入れ、 0 °Cま で冷やす。 0 °Cで撹袢 しなが ら ゆ つ く り と 4 m o 1 Z 1 亜硝酸ナ ト リ ウ ム水溶液 2 ΙΏ 1 を滴 下す る。 その後、 3 0 てに昇温 し、 4 時間撹袢す る。 反 応溶液に ク ロ 口 ホ ル ム 5 0 m l を加え、 激 し く 撹袢す る。 静置後、 有機層を取 り 出 し、 溶媒を減圧留去す る こ と に よ り ジニ ト ロ ソ テ ト ラ ァセチルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ンが 0. 3 7 3 g (収率 9 5 % ) で得 られ る。
1 0 0 m l 反応容器に 1 0 0 %硝酸 3 0 m l を入れ、 それに ジニ ト ロ ソ テ ト ラ ァセチルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン 0. 9 2 6 2 g ( 2. 3 5 m m 0 1 ) を加え、 室温で 5 時間撹拌す る。 その後、 減圧で硝酸を留去 し、 ジニ ト ロ テ ト ラ ァ セ チ ルへキサ ァ ザイ ソ ウ ル チ タ ン 0. 9 5 5 g (収率 9 5 % ) が得 られ る。
ジニ ト ロ ソ テ ト ラ ァ セチ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の 分析結果を次に示す。
1 H N M R (溶媒 C D C 1 3 、 T M S 標準) 5 ( p p m ) 2 . 0 5 ( s , 6 H , C O C H 3 )、 2 . 1 7 ( s , 6 H , C 0 C H 3 ) > 5 . 4 6 ( m , 2 H , C H ) 、 6 . 6 2 ( m , 2 H , C H ) 、 7 . 3 0 ( s , 2 H , C H )
' H N M R スペ ク ト ルよ り 、 4 個のァ セチ ル基 と 6 個の W骨格の メ チ ン基を確認 した。
赤外吸収 ( I R ) スペ ク ト ルを測定 した結果、 1 6 7 0 c m— 1付近にァセチル基の カ ルボニル基 ( C = 0 ) の吸 収、 1 5 0 0 c m— '付近、 1 3 8 0 c m—1付近お よ び 1 3 5 0 c m— 1付近にニ ト ロ ソ 基に由来す る と思われ る吸 収を確認 した。
な おテ ト ラ ァ セ チ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ンで確認 さ れた N - H基の吸収は、 完全に消失 した。
ジニ ト ロ テ ト ラ ァ セチルへキサァザィ ソ ゥ ノレチ タ ン の 分析結果を次に示す。 1 H N M R (溶媒 D M S O - d 6、 T M S標準) δ ( p p m )
2. 1 0 ( s , 1 2 H, C 0 C H 3 ), 6. 7 5 (m , 2 H . C H ) , 7. 3 5 ( 7. 3 5 p p mに シ ン グ レ ッ ト の ピー ク ト ッ プが有 り 、 その低磁場側に シ ョ ル ダー を有する ピー ク , 4 H , C H )
赤外吸収スペ ク ト ル ( I R ) を測定 した結果、 1 6 8 0 c m -1付近にァ セ チ ル基の カ ルボニル ( C = 0 ) 基の 伸縮振動の吸収が確認さ れ、 1 5 7 0 c m— 1付近 と 1 3 0 0 c m—1付近にニ ト ロ 基の伸縮振動の吸収が確認さ れ た。 こ の こ と よ り 、 W骨格の置換基 と して、 ニ ト ロ 基 と ァ セ チ ル基が存在す る事が判 る。
F D — マ ススぺ ク ト ルを測定 した結果、 m/ z 4 2 6 の親イ オ ン ピー ク を確認 した。
分解温度をセ イ コ ー電子工業 D S C 2 2 0 Cを用 い示差走査熱量測定 ( d i f f e r e n t i a l s c a n n i n g c a l o r i m e t e r , D S C ) を し た (昇温速度 : 1 0 °C/m i n ) 結果、 発熱 ピー ク ト ツ プ温度が 3 1 4 eC付近であ っ た。 こ の温度は H NWの発 熱 ピー ク ト ッ プ温度 ( 2 5 0 °C付近) よ り 高 く 、 ジニ ト ロ テ ト ラ ァセチ ルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン は耐熱性に 優れた二 ト ラ ミ ン化合物であ る こ と が判 る。
実施例 2 1 [WA 6をニ ト ロ 化 し、 W A 4(N 02)2を合成 す る方法〕
無水酢酸 5 m l を 1 0 0 m l 反応容器に入れ、 0 eCま で冷却する。 その後撹袢 しなが ら 0 °Cでゆつ く り 1 0 0 %硝酸 5 m l を滴下する。 その後、 五酸化二窒素 0. 5 g を加える。 その後、 へキサァセチルへキサァザイ ソ ウ ル チ タ ン 0. l g ( 0. 2 3 8 m m 0 1 ) を加える。
その後、 一時間毎に 4 回五酸化二窒素 0. 5 g を加える。 反応溶液を氷水で ク ェ ンチ した後、 液体成分を減圧留去 した残存固体を高速液体 ク ロマ ト グラ フ ィ ー分析に よ り ジニ ト ロ テ ト ラ ァセチルへキサァザィ ソ ゥ ノレチ タ ンの生 成が確認さ れた。
実施例 2 2 [ W A 4(N O 2)2 をニ ト ロ化 し、 W ( N 02)6 を合成する反応]
2 0 0 m 1 反応容器を 0 °Cのバスに浸け、 硫酸 2 5 m 1 を入れ、 そ こへ 1 0 0 %硝酸 2 5 m l をゆつ く り 滴下する その混酸中に ジニ ト ロ テ ト ラ ァセチルへキサァザィ ソ ウ ル チ タ ンを 0 . 2 g ( 0 . 4 5 7 m m o l ) 加え、 0 °Cで 8 時間撹拌 し、 その後室温で 6 7 時間撹拌する。 反応終了後 反応溶液中の有機成分を ク ロ 口 ホルムで抽出 ( 2 0 0 m 1 X 2 回) し、 ク ロ 口 ホルム相を減圧で溶媒留去 して得 られ た固体を 1 0 % N a H C O 3 水で洗浄 し、 へキサニ ト ロ へ キサァザイ ソ ウルチタ ン 0. 0 6 g を得た (収率 3 0 % ) 生成物の構造は以下の分析によ り 確認 した。
赤外吸収 ( I R ) スペ ク ト ルを K B r 法で測定 した結果、 1 6 0 5 c m— 1付近にニ ト ロ基の逆対称伸縮振動の吸収、 1 3 2 5 c m—1付近と 1 2 7 0 c m -1付近に二本のニ ト 口基の対称伸縮振動の吸収、 9 4 5 c m -1付近 と 8 8 0 c m - 1付近に二本のニ ト ロ 基の変角 の吸収、 3 0 3 0 c m— 1付近に W骨格の メ チ ン基の伸縮振動の吸収が確認さ れた。
こ れ ら の特性吸収は、 文献 [ C O M B U S T I O N A N D F L A M E 8 7 : 1 4 5 - 1 5 1 ( 1 9 9 1 ) ] に記載さ れたへキサニ ト ロ へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の I Rスペ ク ト ルの特性吸収 と一致す る。 な お、 原料 と し て使用 した ジニ ト ロ テ ト ラ ァセチルへキサァザィ ソ ウ ル チ タ ン のァ セ チ ル基のカ ルボニル基 ( C = 0 ) の 1 6 8 0 c m—1付近の吸収は完全に消失 してい る。
こ れの結果よ り 、 ジニ ト ロ テ ト ラ ァ セ チ ルへキサァ ザ イ ソ ウ ルチ タ ン のァ セチ ル基がニ ト ロ 基に変換 さ れ、 へ キサニ ト ロ へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン が生成 した こ と力 判 る。
なお H NWの諸特性について報告さ れてい る文献
[ I n t e r n a t i o n a l S y m p o s i u m o n E n e r g e t i c M a t e r i a l s T e c h n o 1 o g y P R O C E E D I N G S S E P T E M B E R 2 4 - 2 7 、 7 6 - 8 1 ( 1 9 9 5 ) ] に 記載さ れてい る 高速液体 ク ロ マ ト グラ フ ィ 一 と 同 じ条件 で上記生成物を分析 した と こ ろ、 文献 と 同 じ保持時間を 示 した。
ま た、 E I —マ ススペ ク ト ルを測定 した結果、 フ ラ グ メ ン ト イ オ ン ピー ク と して 3 9 2 (親イ オ ン一 N O 2)、 3 1 6 、 2 1 3 、 4 6 ( N 02)と い っ た イ オ ン ピー ク 力 確認さ れた。 こ れ らのイ オ ン ピー ク も上記文献
[ I n t e r n a t i o n a l S y m p o s i u m o n E n e r g e t i c M a t e r i a l s T e c h n o l o g y P R O C E E D I N G S、 S E P T E M B E R 2 4 — 2 7、 7 6 - 8 1 ( 1 9 9 5 ) ] に記載さ れたへキサニ ト ロ へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の 特性 ピー ク と一致す る。
比較例 1 〔 W B 6をァ シル化剤不存在下で還元的脱ァ リ — ル メ チ ル した後に、 ァ シ ル化する 反応〕
へキサベ ン ジルへキサァザイ ソ ウ ノレチ タ ン 3. O g ( 4. 2 4 m m o l )、 P d ( 0 A c ) 2 0. 4 7 6 g ( 2. 1 2 m m o 1 ) 、 テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン ( T H F ) 7 5 m l 、 ェ 夕 ノ ー ル 7 5 m l 、 お よ び回転子を 3 0 0 m l マ イ ク ロ ボ ンベに入れ、 ボ ンべ内を水素置換 した後、 水素を 1 0 k g f / c m 2 一 G ま で圧入 し、 室温で 3 0 0 時間撹拌 した。 こ の時、 ガス ク ロ マ ト グラ フ ィ ー に よ り 、 W B S の脱ァ リ 一 ル メ チル反応に よ り 生成 ト ルエ ン の量を測定 し た結果、 ほ ぼ 1 0 0 %ベ ン ジル基が脱離 してい る こ と が判 っ た。 そ こ で、 反応溶液を取 り 出 し、 還元触媒を除 去 し、 溶液を減圧下で溶媒留去 した後、 ァセ チ ル化剤 と して無水酢酸 1 0 0 m l を加え、 その後、 塩化ァ セ チ ル 1 0 m 1 を加えたが、 ガス ク ロ マ ト グラ フ ィ ーでは、 ァ シル基を有す る へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体は確認 さ れな力、 つ た。
こ の こ と は、 W B 6 をァ シル化剤不存在下で還元的脱 ァ リ ール メ チルする と W骨格が分解する こ とを示唆 して いる o
比較例 2 〔 W B sをァ シル化剤不存在下で還元的脱ァ リ ール メ チル した後に、 ァ シル化する反応〕
ァ シル化剤を加えない こ と の他は、 実施例 1 9 と同様 の方法でへキサベ ン ジルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ンのァ シル化剤不存在下での還元的脱ァ リ 一ル メ チルを行い、 反応終了後に、 反応溶液に実施例 1 9 で使用 したァ シル 化剤を同量加え、 5 時間窒素雰囲気下で撹拌 し、 その後、 実施例 1 9 と同様の方法で反応溶液を処理 したが、 テ ト ラ ァ セ チ ル ジベ ン ジルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の存在 は確認できなかっ た。
< 産 業上 の 利 用 可能性 〉 本発明によ り 、 火薬原料およ び火薬製品の添加剤 と し て有用であ る ボ リ 二 ト ロ化へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘 導体の前駆体、 高極性ポ リ マーの原料、 高密度架橋剤、 およ びポ リ マー添加剤 と して有用である、 ァ シ ル基を有 するへキサァザィ ソ ウ ルチタ ン誘導体が得 られる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 一般式 ( 1 ) で表わ さ れる ァ シル基を有す る へキサ ァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体。
W A„ H ( 6-n ) ( 1 )
〔式中、 n は 4 〜 6 の整数、 Aは炭素数 1 〜 1 0 のァ シ ル基、 Hは水素原子、 Wは下式 ( 2 ) で表わ さ れ る 6 価のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を表わす。 〕
Figure imgf000064_0001
2. n 力く 6 であ る請求項 1 のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン 誘導体。
3. n が 4 であ る請求項 1 のへキサァ ザイ ソ ウ ルチ タ ン 誘導体。
4. 一般式 ( 3 ) で表わ さ れる へキサァ ザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体をァ シ ル化剤でァ シル化す る下記式 ( 4 ) で 表わ さ れ る へキサァ シルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の 製造方法。
W A n H ( 6-„) ( 3 )
〔式中、 n は 4 〜 5 の整数、 A は炭素数 1 〜 1 0 のァ シ ル基、 Hは水素原子、 Wは上記式 ( 2 ) で表わ さ れ る 6 価のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を表わす。 〕
W A 6 ( 4 ) 〔式中、 Aは炭素数 1 〜 1 0 のァ シル基、 Wは上記式 ( 2 ) で表わ さ れる 6 価のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残 基を表わす。 〕
5. n が 4 であ る請求項 4 のへキサァ シルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の製造方法。
6. —般式 ( 5 ) で表わ さ れ る へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体をァ シル化剤不存在下で還元的脱ァ リ ー ル メ チ ル して式 ( 3 ) で表わ さ れる へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体を合成 し、 その後、 式 ( 3 ) の物質をァ シ ル化剤でァ シル化する上記式 ( 4 ) で表わ さ れる へキ サァ シルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の製造方法。
W A „ B ( 6 - „ , ( 5 )
〔式中、 n は 4 〜 5 の整数、 Aは炭素数 1 〜 1 0 のァ シル基、 B はァ リ ー ル メ チ ル基、 Wは式( 2 )で表わ さ れ る 6 価のへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン残基を表わす。〕
7. n が 4 であ る請求項 6 のへキサァ シルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ンの製造方法。
8. 1) へキサキス (ァ リ 一 ル メ チ ル) へキサァザイ ソ ゥ ルチ タ ン をァ シル化剤存在下で還元的脱ァ リ 一 ル メ チ ル して、 式 ( 5 ) で表わ さ れる へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体を合成 し、 2) 次いで、 式 ( 5 ) の物質を ァ シ ル化剤不存在下で還元的脱ァ リ ー ル メ チ ル して式 ( 3 ) で表わ さ れるへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体 を合成 し、 3) その後、 式 ( 3 ) の物質をァ シル化剤 でァ シル化する式 ( 4 ) で表わ さ れるへキサァ シルへ キサァザィ ソ ウ ルチ タ ンの製造方法。
9. 一般式 ( 3 ) お よ び一般式 ( 5 ) に於ける n が 4 で あ る請求項 8 のへキサァ シルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ンの製造方法。
10. —般式 ( 5 ) で表わ さ れる へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体をァ シル化剤不存在下で還元的脱ァ リ ール メ チ ル さ せる上記一般式 ( 3 ) で表わ さ れる へキサァザ ィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
11. 一般式 ( 3 ) お よ び一般式 ( 5 ) に於ける n が 4 で あ る請求項 1 0 のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の 製造方法。
12. 1) へキサキス(ァ リ ー ル メ チル) へキサァザイ ソ ゥ ルチ 夕 ン をァ シル化剤存在下で還元的脱ァ リ 一ル メ チ ル して、 式 ( 5 ) で表わ さ れ る へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体を合成 し、 2) 次いで、 式 ( 5 ) の物質を ァ シル化剤不存在下で還元的脱ァ リ ー ル メ チルす る一 般式 ( 3 ) で表わ さ れる へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘 導体の製造方法。
13. —股式 ( 3 ) お よ び一般式 ( 5 ) に於ける n が 4 で あ る請求項 12 のへキサアサイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の 製造方法。
14. へキサキス (ァ リ ー ル メ チ ル) へキサァザイ ソ ウ ル チ タ ン をァ シル化剤存在下で還元的脱ァ リ 一 ル メ チ ル 化さ せる一般式 ( 5 ) で表わ さ れ る へキサァザイ ソ ゥ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
15. —般式 ( 5 ) に於ける n が 4 であ る請求項 1 4 のへ キサアサイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
16. へキサキス (ァ リ ー ル メ チル) へキサァザイ ソ ウ ル チ タ ン をァ シル化剤存在下で還元的脱ァ リ 一 ル メ チ ル さ せる一般式 ( 1 ) で表わ さ れる へキサァザイ ソ ウ ル チ タ ン誘導体、 ま たは該誘導体 と一般式 ( 6 ) で表わ さ れる へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体 と の混合物の 製造方法。
W A p B ( 6-p) ( 6 )
〔式中、 p は 1 〜 5 の整数、 A は炭素数 1 〜 1 0 のァ シル基、 B はァ リ ール メ チル基、 Wは式 ( 2 ) で表わ さ れる へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン残基を表す。 〕
17. へキサキス (ァ リ ー ル メ チル) へキサァザイ ソ ウ ル チ タ ンの還元的脱ァ リ ー ル メ チル反応に共存 さ せる ァ シル化剤が N — ヒ ドロ キ シ コハ ク 酸ィ ミ ドのカ ルボ ン 酸エステルであ る請求項 8 のへキサァ シルへキサァザ イ ソ ウ ルチ タ ン の製造方法。
18. へキサキス (ァ リ ー ル メ チル) へキサァザイ ソ ウ ル チ タ ン の還元的脱ァ リ 一ル メ チル反応に共存さ せる ァ シル化剤が N — ヒ キ ン ク 酸ィ ドの カ ルボ ン 酸エステルであ る請求項 9 のへキサァ シルへキサァザ イ ソ ウ ルチ タ ンの製造方法。
19. ァ シル化剤が N — ヒ ド ロ キ シ コ ヽ ク 酸イ ミ ドのカ ル ボ ン酸エステルであ る請求項 1 2 のへキサァ ザイ ソ ゥ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
20. ァ シル化剤が N — ヒ ドロ キ シ コ ノヽ ク 酸イ ミ ドのカ ル ボ ン酸エステルであ る請求項 1 3 のへキサァザイ ソ ゥ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
21 . ァ シル化剤が N — ヒ ドロ キ シ コノヽ ク 酸イ ミ ドのカ ル ボ ン酸エステルであ る請求項 1 4 のへキサァザイ ソ ゥ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
22. ァ シル化剤が N — ヒ ド ロ キ シ コノヽ ク 酸イ ミ ドの カ ル ボ ン酸エステルであ る請求項 1 5 のへキサァザィ ソ ゥ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
23. ァ シル化剤が N — ヒ ドロ キ シ コ ノヽ ク 酸イ ミ ドの カ ル ボ ン酸エステルであ る請求項 1 6 のへキサァザイ ソ ゥ ルチ タ ン誘導体、 ま たはその混合物の製造方法。
24. へキサキス (ァ リ ー ル メ チル) へキサァザイ ソ ウ ル チ タ ンの還元的脱ァ リ ール メ チル反応に共存さ せる ァ シル化剤が N — ヒ ドロ キ シ コハ ク 酸ィ ミ ドのカ ルボ ン 酸エステル と カ ルボ ン酸無水物の混合物であ る請求項 8 のへキサァ シルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン の製造方 法 Ο
25. へキサキス (ァ リ ール メ チル) へキサァザイ ソ ウ ル チ タ ン の還元的脱ァ リ ー ル メ チル反応に共存さ せる ァ シル化剤が N — ヒ ドロ キ シ コハ ク 酸ィ ミ ドの カ ルボ ン 酸エステル と カ ルボ ン酸無水物の混合物であ る請求項 9 のへキサァ シルへキサアサイ ソ ウ ルチ タ ン の製造方 法 0
26. ァ シル化剤が N — ヒ ド ロ キ シ コノヽ ク 酸イ ミ ドの カ ル ボ ン酸エス テル と カ ルボ ン酸無水物の混合物であ る請 求項 1 2 のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造方
27. ァ シル化剤が N — ヒ ド ロ キ シ コ ノヽ ク酸イ ミ ドのカ ル ボ ン酸エステル と カ ルボ ン酸無水物の混合物であ る請 求項 1 3 のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造方
<i o
28 . ァ シル化剤が N — ヒ ドロ キ シ コ ノヽ ク酸イ ミ ドのカ ル ボ ン酸エステル と カ ルボ ン酸無水物の混合物であ る請 求項 1 4 のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造方 。
29 . ァ シル化剤が N — ヒ ド ロ キ シ コノヽ ク酸イ ミ ドの カ ル ボ ン酸エステル と カ ルボ ン酸無水物の混合物であ る請 求項 1 5 のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造方 o
30 . ァ シル化剤が N — ヒ ド ロ キ シ コノヽ ク酸イ ミ ドのカ ル ボ ン酸エス テル と カ ルボ ン酸無水物の混合物であ る請 求項 1 6 のへキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体、 ま たは その混合物の製造方法。
3 1 . へキサキス (ァ リ ール メ チル) へキサァザイ ソ ウ ル チ タ ンの還元的脱ァ リ ー ル メ チ ル反応に共存 さ せ る ァ シル化剤がカ ルボ ン酸無水物であ る請求項 8 のへキサ ァ シルへキサァザィ ソ ウ ルチ タ ンの製造方法。
32. へキサキス (ァ リ ー ル メ チ ル) へキサァザイ ソ ウ ル チ タ ン の還元的脱ァ リ ー ル メ チル反応に共存 さ せ る ァ シル化剤がカ ルボ ン酸無水物であ る請求項 9 のへキサ ァ シルへキサアサイ ソ ウ ルチ タ ンの製造方法。
33. ァ シル化剤がカ ルボ ン酸無水物であ る請求項 1 2 の へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
34. ァ シル化剤がカ ルボ ン酸無水物であ る請求項 1 3 の へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
35. ァ シル化剤がカ ルボ ン酸無水物であ る請求項 1 4 の へキサアサイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
36. ァ シル化剤がカ ルボ ン酸無水物であ る請求項 1 5 の へキサァザィ ソ ウ ルチ タ ン誘導体の製造方法。
37. ァ シル化剤がカ ルボ ン酸無水物であ る請求項 1 6 の へキサァザイ ソ ウ ルチ タ ン誘導体、 ま た はその混合物 の製造方法。
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