CS238443B1 - Sposob výroby l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu - Google Patents

Description

4 238443

Vynález sa týká sposobu výroby 1,3,5,7-te-tranitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu, nazýva-ného oktogén, nitrolýzou l,5-diacetyl-3,7-di-nitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu kyselinoudusičnou, obsahujúcou oxid dusičný, za pří-tomnosti nitromočoviny v reakčnej zmesi. Běžný spósob výroby 1,3,5,7-tetranitro--1,3,5,7-tetraazacyklooktánu, nazývaného ok-togén a označovaného kódom HMX, spočíváv nitrolýze hexametyléntetramínu a/alebo l,5-metano-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklo-oktánu (označovaný DPT) — viď bibliografiuv E. Ju. Orlova: Oktogen — termostojkoevzryvčatoe veščestvo; Izdat. Nedra, Moskva,1978. V poslednom desaťročí sa však pozor-nost upriamuje na procesy výroby oktogénucez l,5-dialkanoyl-3,7-metano-l,3,5,7-tetra-azacyklooktány: ich příprava je popísaná například v prácach: V. I. Siele, M. Warmanna E. E. Gilbert: J. Heterocycl. Chem. 1974, 11,237; US pat. 3 850 923 a 3 849 414.

Velmi technicky atraktívnou metodou syn-tézy oktogénu je aplikácia l,5-diacetyl-3,7--dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu, označo-vaného DADN, ako východiskovej substancie(U. S. pat. 3 939 148). DADN rezultuje z he-xametyléntetramínu cez l,5-diacetyl-3,7-me-tano-l,3,5,7-tetraazacyklooktán vo výťažkoch91 až 98 °/o oproti teórii (U. S. pat.3 850 923 a 3 926 953). Nitrolýza DADN kyse-linou dusičnou, obsahujúcou až 50 % hmot.oxidu dusičného, v závislosti od reakčnýchpodmienok a v malej miere od zdroja oxidudusičného, poskytuje oktogén v 41 až 98 °/ovýtažku oproti teórii (U. S. pat. 3 939 148).Nevýhodou tohto popísaného postupu nitro-lýzy DADN je fakt, že pre zabezpečenie vy-sokej vyťažnosti procesu je nutné aplikovatčerstvo destilovaná kyselinu dusičnú bezvo-dú vo vefkom přebytku oproti teórii (U. S.pat. 3 939 148). Tak na příklad pre získanie1 hmot. dielu oktogénu 100%-nej čistoty avo výtažku 98 % oproti teórii je potřeba 34,5hmot. dielu čerstvo destilovanej kyseliny du-sičnej a 11,5 hmot. dielu oxidu fosforečného

Hlavnou vedíajšiou reakciou nitrolýzyDADN je štiepenie 1,3,5,7-tetraazacyklooktá-noveného skeletu. Okrem reakčných podmie-nok v obecnom zmysle slova je priebeh tej-to nežiadúcej reakcie závislý i na druhuzdroja oxidu dusičného kombinácia kyseli-ny dusičnej a oxidu fosforečného, alebo o-xidu sírového alebo anhydridu kyseliny tri-fluóroctovej alebo roztok oxidu dusičitého vkyselině dusičnej — viď U. S. pat. 3 939 148).

Podl'a najnovších poznatkov je výťažnosť abezpečnost procesu nitračného štiepenia a//alebo nitrácie amínov, ich N-substituova-ných derivátov a amidov, na cyklické nitra-míny priaznivo ovplyvnená prítomnosťou nie-ktorých aditív v reakčnej zmesi (vid na pří-klad čs. autorské osvedčenia č. 206 382,213 509, 214 311, 218 703, a dalšie), ktorétu figurujú v podstatě ako katalyzátory tre-ťej generácie. V zmysle tohto vynálezu je vý-roba oktogénu uskutočňovaná nitračnýmštiepením l,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-te- traazacyklooktánu kyselinou dusičnou, ob-sahujúcou oxid dusičný, za přítomnosti nitro-močoviny, pridávanej do reakčného systémuv množstve 0,05 až 10 % hmot., počítané nahmotnost do reakcie braného l,5-diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklooktánu. Výhodou postupu pódia tohto vynálezu jetá skutočnosť, že sa nevyžaduje čerstvo des-tilovaná kyselina dusičná, při čom je dosiah-nuté zvýšenie výťažnosti procesu. Přítomnostnitromočoviny v reakčnej zmesi veími sil-no eliminuje vývin oxidov dusíka, čo poten-ciálně zvyšuje bezpečnost procesu (menova-né oxidy su katalyzátormi nežladúcich oxi-dačných pochodov v reakčnom systéme).

Vyšší účinok, dosahovaný v zmysle tohtovynálezu, nebol v literatúre doposial popísa-ný; dokumentujú ho nasledujúce příklady,ktoré však v žiadnom případe nevylučujúmožná variabillitu spůsobu výroby podlátohto vynálezu. Příklad 1 K 200 objem, dielom kyseliny dusičnej 98,1percentnej s obsahom pod 0,3 % hmot. ana-lytickej kyseliny dusitej, předloženým v nit-račnom aparáte, je za miešania a chladeniapod teplotu 40 °C vnesených 100 hmot. die-lov oxidu fosforečného. Do rezultujúcehoroztoku je jednorázovo za miešania vnese-ných 20 hmot. dielov l,5-diacetyl-3,7-dinitro--1,3,5,7-tetraazacyklooktánu (DADN) a teplo-ta reakčnej zmesi je opatrné zvýšená na 54až 57 °C, na ktorých je udržiavaná 30 minút.Potom je obsah nitračného aparátu naliatý do1500 objem, dielov 20 až 22 °C teplej vody arezultujúca suzpenzia je filtrovaná. Produktna filtri je premývaný vodou až do neutrál-nej reakcie filtrátu a potom je 3 hod. sušenýpri 90 až 95 °C. Takto získaný technický ok-togén je možné velmi malých množstiev ved-íajších produktov zbavit jeho zohrievením v70%-nej kyselině dusičnej.

Rezultuje 15 hmot. dielov oktogénu o tep-lotě topenia 278—281 °C; výťažok představuje73,58 °/o teorie. Příklad 2

Postupuje sa podlá příkladu 1, len apliko-vaný DADN obsahuje 2 hmot. diely nitromo-čoviny; reakcia sa vyznačuje velmi zníženýmvývojom oxidov dusíka oproti priebehu podlápříkladu 1.

Rezultuje 16 hmot. dielov oktogénu o tep-lotě topenia 282—283 °C; výťažok představuje78,43 % teorie velmi čistého produktu (do-siahnuté prídavkom 10 % hmot. nitromočovi-ny na návažok DADN). Příklad 3 K 110 objem, dielom kyseliny dusičnej rov- nakej kvality, ako v příklade 1, je za rovna- kých podmienok, ako v příklade 1, nadávko-

Claims (1)

1. 2 3 δ 4 4 3 fi Tento základný postup je opakovaný s apli káciou DADN, obsahujúceho určité množ stvo nitromočoviny. Výsledky prezentuje ta belárny prehlad: 5 váných 60 hmot. dielov oxidu fosforečného apotom do rezultujúceho roztoku 10 hmot. die-lov DADN jednorázovo. Po 30-minútovom mie-šaní pri teplotě 59 až 61 °C je reakčná zmesnahatá do 1000 objem, dielov vody cca 20 °Cteplej a rezultujúca suzpenzia je spraoova-ná, ako v příklade 1. Množstvo nitromo-čoviny v DADNhmot. hmot. % na dřely návažok DADN Výťažok oktogénu hmot. % oproti diely teorii Nekorigovaná teplota topenia oktogénu (°C) 0,00 0,0 8,4 82,35 279—280 0,05 0,5 8,6 84,10 280—281,5 0,50 5,0 8,7 85,29 279—280,5 PREDMET Sposob výroby l,3,5,7-tetranitro-l,3,5,7-te-trazacyklooktánu nitračným štiepením 1,5--diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyklook- tánu kyselinou dusičnou, obsahujúcou oxiddusičný, vyznačujúci sa tým, že proces nitro- VYNÁLEZU lýzy sa uskutočnuje v přítomnosti nitromo·čoviny do reakčného systému pridávanej \množstve 0,5 až 10 % hmot. na hmotnost vý-chod skového 1,5-diacety 1-3,7-dinitro-l, 3,5,7-tetraazacyklooktánu.