PL101422B1 - Sposob wytwarzania szescionitrodwubenzylu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania szescionitrodwubenzylu, bedacego symetrycznym 2,2,-4,4,-6,6,-szescionitrodwubenzylem (HNDB), znajdujacego zastosowanie jako termostabilny material wy¬ buchowy.

Przydatnosc szescionitrodwubenzylu jako materialu wybuchowego zalezy od jego termostabilnosci, która z kolei zalezy od stopnia jego czystosci. Z tego tez wzgledu niezmiernie waznym zagadnieniem jest prowadzenie procesu wytwarzania szescionitrodwubenzylu w taki sposób, aby uzyskac produkt koncowy o wysokiej czystosci.

Sposród znanych sposobów wytwarzania szescionitrodwubenzylu praktyczne zastosowanie ma sposób podany w A.H. Blatt, A.W. Rytina, J.Am. Chem. Soc, 72,403 (1950) lub w opisie patentowym Stanów Zjedno¬ czonych Ameryki nr 3505413, polegajacy na reakcji 2,4,6-trójnitrotoluenu (TNT) z wodnym roztworem pod¬ chlorynu sodowego w homofazowym ukladzie reakcyjnym, otrzymywanym za pomoca duzego nadmiaru mie¬ szaniny czterowodorofuranu i metanolu. Sposób ten, pomimo uzyskiwania stosunkowo wysokiej wydajnosci produktu surowego, do okolo 70% wydajnosci teoretycznej, wykazuje wiele wad. Wymaga on stosowania duzych ilosci drogiego, niebezpiecznego i trudnego do regeneracji z ukladu poreakcyjnego czterowodorofuranu. Poza tym surowy szescionitrodwubenzyl jest silnie zanieczyszczony ubocznymi produktami zesmolenia, powstajacymi pod wplywem alkalicznego srodowiska reakcji, w zwiazku z czym wymaga dodatkowej operacji oczyszczania przez wielokrotna krystalizacje. Stad tez wydajnosc oczyszczonego produktu, który spelnia warunki termosta¬ bilnosci, jest znacznie obnizona.

Okazalo sie, ze mozna uzyskac szescionitrodwubenzyl o wysokiej czystosci, a wiec dobrych wlasnosciach termostabilnyeh i jednoczesnie z duza wydajnoscia, jezeli reakcje pomiedzy 2,4,6-trójnitrotoluenem i podchlory¬ nem prowadzi sie w ukladzie dwufazowym: rozpuszczalnik organiczny - woda, wobec katalizatora wprowadzo¬ nego w fazieorganicznej. ..

Wedlug wynalazku roztwór wodny podchlorynu wprowadza sie do roztworu 2,4,6-trójnitrotoluenu w roz¬ puszczalniku organicznym nie mieszajacym sie z woda, zawierajacego katalizator. Reakcje prowadzi sie w tempe¬ raturze od -5°C do temperatury wrzenia mieszaniny reakcyjnej.2 101422 Jako rozpuszczalniki nie mieszajace sie z woda stosuje sie chlorowcowane pochodne weglowodorów ali¬ fatycznych, korzystnie chlorek metylenu, chlorek etylenu, chloroform oraz benzen i jego homologi.

Jako zródlo anionów podchlorynowych stosuje sie wedlug wynalazku roztwory wodne podchlorynów me¬ tali alkalicznych i ziem alkalicznych, zwlaszcza podchlorynu sodowego, potasowego i wapniowego lub innego zwiazku, zawierajacego w swej czasteczce anion podchlorynowy.

Jako katalizatory reakcji stosuje sie wedlug wynalazku zwiazki zdolne do miedzyfazowego przenoszenia jonów („phase transfer catalysis") takie, jak czwartorzedowe sole amoniowe, fosfoniowe lub etery koronowe.

Stosowane katalizatory posrednicza w przenoszeniu anionów podchlorynowych z fazy wodnej do fazy organicz¬ nej. Pozadany kierunek reakcji, prowadzacy do otrzymania szescionitrodwubenzylu, osiaga sie przez zwolnione dozowanie wodnego roztworu podchlorynu i/lub wprowadzenie do ukladu reakcyjnego dodatku alkoholu. W wy¬ niku ukladu dwufazowego, w którym 2,4,6-trójnitrotoluen styka sie z jonami wodorotlenowymi tylko na granicy faz, otrzymuje sie sposobem wedlug wynalazku czysty szescionitrodwubenzyl, nie wymagajacy oczyszczania przez krystalizacje i gotowania z weglem aktywnym. Wydajnosc reakcji jest rzedu 65—75% wydajnosci teore¬ tycznej, a termostabilnosc do 210°C. Proces moze byc prowadzony w sposób periodyczny lub ciagly.

Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przykladach wykonania, które jednakze nie ograniczaja jego zakresu.

Przyklad I. Do kolby trójszyjnej, zaopatrzonej w mieszadlo, chlodnice zwrotna i wkraplacz wprowa¬ dza sie roztwór 22,7 g (0,1 mola) 2,4,6-trójnitrotoluenu, 1,0 g chlorku trójetylobenzyloamoniowego i 0,1 g Rokafenolu S w 100 ml chlorku metylenu i 100 ml alkoholu metylowego. Nastepnie calosc ogrzewa sie do wrzenia. Do mieszanego roztworu trójnitrotoluenu dodaje sie z wkraplacza w ciagu 15 minut 100 ml 6% wodnego roztworu podchlorynu sodowego. Po skonczonym dozowaniu podchlorynu usuwa sie laznie grzejna i miesza roztwór reakcyjny jeszcze przez 10 minut. Powstaly osad filtruje sie, przemywa woda i metanolem. Otrzymuje sie 17,6 g surowego szescionitrodwubenzylu. Wydajnosc reakcji wynosi 77% wydajnosci teoretycznej, a tempera¬ tura topnienia produktu 216°C. Po jednorazowej krystalizacji z acetonu otrzymuje sie 16 g szescionitrodwuben¬ zylu o temperaturze topnienia 220°C. Wydajnosc w pizeliczeniu na krystalizowany produkt wynosi 71% wydaj¬ nosci teoretycznej, a termostabilnosc do 210°C. Reakcje mozna równiez prowadzic bez udzialu Rokafenolu S lub innego srodka powierzchniowo czynnego.

Przyklad II. Do kolby trójszyjnej, zaopatrzonej w mieszadlo, chlodnice zwrotna i termometr wpro¬ wadza sie roztwór 22,7 g (0,1 mola) 2,4,6-trójnitrotoluenu, 4 g chlorku trójpropylobenzyloamoniowego w 100 ml chlorku metylenu. Do mieszanego roztworu trójnitrotoluenu dozuje sie 100 ml 10% wodnego roztworu podchlorynu sodowego. Temperaturamieszaniny reakcyjnej podnosi sie do 41°C i rozpuszczalnik zaczyna wrzec.

Po uplywie 20 minut powstaly osad filtruje sie, przemywa woda i metanolem. Otrzymuje sie 14,8 g surowego szescionitrobenzylu. Wydajnosc reakcji wynosi 65% wydajnosci teoretycznej, temperatura topnienia produktu 220°C, a termostabilnosc do 210°C.

Przykl ad III. Reakcje prowadzi sie tak, jak opisano w przykladzie II, stosujac zamiast chlorku trój¬ propylobenzyloamoniowego 4,1 g chlorku leksadicylotrójbutylofosfoniowego. Otrzymuje sie 15,5 g szescionitro¬ dwubenzylu o temperaturze topnienia 220°C i termostabilnosci do 210°C. Wydajnosc reakcji wynosi 68% wydaj¬ nosci teoretycznej.

Przyklad IV. Reakcje prowadzi sie, jak opisano w przykladzie II, stosujac zamiast chlorku trójpropy¬ lobenzyloamoniowego 0,5 g eteru 18 crown-6. Otrzymuje sie 16,0 g szescionitrodwubenzylu o temperaturze topnienia 220°C i termostabilnosci do 210°C. Wydajnosc reakcji wynosi 70% wydajnosci teoretycznej.

Przyklad V. Reakcje prowadzi sie tak, jak opisano w przykladzie II, stosujac zamiast chlorku mety¬ lenu benzen. Otrzymuje sie 14,8 g surowego szescionitrodwubenzylu o temperaturze topnienia 220°C i termo¬ stabilnosci do 210°C. Wydajnosc reakcji wynosi 65% wydajnosci teoretycznej.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania szescionitrodwubenzylu przez reakcje 2,4,6-trójnitrotoluenu w rozpuszczalniku organicznym z wodnym roztworem podchlorynu, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w ukladzie dwufazowym, przy czym wodny roztwór podchlorynu sodu, potasu lub wapnia wprowadza sie przez powolne dozowanie do roztworu 2,4,6-trójnitrotoluenu w rozpuszczalniku organicznym nie mieszajacym sie z woda, korzystnie chlorku metylenu, chlorku etylenu lub benzenie, zawierajacego katalizator zdolny do miedzyfazowe- go przenoszenia jonów taki, jak czwartorzedowe sole amoniowe, fosfoniowe lub etery koronowe, w tempera¬ turze od -5°C do temperatury wrzenia mieszaniny reakcyjnej. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl