1-тринитрометил-3-нитро-5-r -1, 2, 4-триазол и способ их получения
Формула | Описание | Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Формула
1. 1-Тринитрометил-6-нитро-5-R-1,2,4-триазол общей формулы
где R - H, галоид, NO2, N3 ,
в качестве взрывчатых веществ.
2. Способ получения соединений по п.1, отличающийся тем, что кетоны 3-нитро-5-R-1,2,4-триазолов обрабатывают смесью серной и азотной кислот при температуре 0-20°C.
Описание
К взрывчатым веществам, используемым в газодинамических лазерах, предъявляются особые требования по составу продуктов горения и взрыва. В продуктах их взрывчатого превращения должны преобладать N2 и СО2 при отсутствии воды или минимальном ее содержании.
Такого состава продуктов можно достичь при применении высокоазотистых мало- или безводородных взрывчатых веществ, хорошо сбалансированных по кислороду. В ряду взрывчатых веществ вообще и ВВ, которые могут представить интерес как вещества, удовлетворяющие требованиям по составу продуктов горения и взрыва, в частности, особо остро стоит проблема синтеза взрывчатых веществ - окислителей.
Настоящее изобретение относится к новым химическим соединениям гетероциклического ряда, конкретно к 1-тринитрометильным производным 1,2,4-триазола общей формулы
где R - Н, алкил, галоид, NO2, N 3,
и к способу их получения.
Вещества этого типа могут представить интерес как высокоазотистые, мало - или безводородные взрывчатые вещества гетероциклического ряда, обладающие в некоторых случаях (R - Н, галоид, NO2, N3 ) свойствами окислителей.
Указанные соединения, их свойства и способ получения в литературе не описаны. Вещества с тринитрометильной группой у атома азота ни в одной из гетероциклических систем не известны.
Целью изобретения является синтез полинитропроизводных 1,2,4-триазола, взрывчатых веществ, обладающих свойствами окислителей и заданным составом продуктов взрыва.
1-Тринитрометил-3-нитро-5-R-триазолы указанной общей формулы при R - H, CH3, Br, NO 2, N3 получают нитрованием кетонов триазольного ряда серно-азотной смесью при температуре 0-20°С
Многочисленные экспериментальные данные по отработке оптимальных условий синтеза показали, что выход целевых продуктов зависит от соотношения кислот модуля нитрования, температуры и времени выдержки нитромассы. При прочих равных условиях оптимальное время контакта реагентов зависит от структуры нитруемого кетона, при этом установлено, что кетоны, обладающие заместителем по положению 5 триазольного цикла, нитруются быстрее.
Для получения триазолов I-V целесообразно:
1) использовать при нитровании смесь концентрированных серной и азотной кислот 1:1 (по весу) при модуле нитрования 1:20; использование кислот с содержанием воды более 5%, уменьшение модуля нитрования и изменение соотношения кислот (1:2 и 2:1) ведет к резкому снижению выхода и качества продуктов нитрования,
2) дозировку кетона к кислотной смеси вести при температуре 0-5°С; при повышении температуры дозировки до 20-25°C возрастают окислительные процессы, и выход продукта падает,
3) выдержку нитромассы проводить в закрытом сосуде при температуре 20°С; выдержка при 0-5°С ведет к замедлению процесса и снижению выхода (оптимальный выход триазола I при выдержке при 0-5°C составляет около 40%, при 20°C - около 60% от теоретического),
4) время выдержки соблюдать в соответствии с оптимальным для кетона данной структуры.
Выход целевых продуктов при соблюдении указанных условий синтеза составляет 40-60% от теоретического.
Все полученные тринитрометильные производные триазольного ряда идентифицированы их аналитическими и спектральными данными, приведенными в таблице Для лучшего понимания данного изобретения приводятся следующие примеры получения 1-тринитрометил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолов.
Аналитические, спектральные и физико-химические характеристики продуктов I-V приведены в таблице.
Пример 1. 1-Тринитрометил-3-нитро-1,2,4-триазол (I).
К кислотной смеси, состоящей из 20 г конц. серной и 20 г конц. азотной кислот, присыпают по частям 2 г 1-(3'-нитро-1',2',4'-триазолил)бутанона-3, поддерживая температуру в пределах 0-5°С с помощью охлаждающей бани. По окончании дозировки температуру реакционной массы поднимают до 20°C и выдерживают нитромассу при комнатной температуре трое суток. Нитромассу выливают в 20 мл ледяной воды, продукт фильтруют и очищают кристаллизацией из четыреххлористого углерода. Т.пл 99-100°С, выход 56%.
Пример 2. 1-Тринитрометил-3-нитро-5-метил-1,2,4-триазол (II).
2 г 1-(3'-нитро-5'-метил-1',2',4'-триазолил-1')бутанона-3 нитруют аналогично примеру 1. Выдержка нитромассы при комнатной температуре 2 суток. Обработка аналогична примеру 1. Выход триазола II 47%, т.пл. 55-56°C (из петролейного эфира).
Пример 3. 1-Тринитрометил-3-нитро-5-бром-1,2,4-триазол (III). 2 г 1-(3'-нитро-5'-бром-1',2',4'-триазолил-1')бутанона-3 нитруют аналогично примеру 1. Выдержка нитромассы 1 сутки. Выход триазола III 60%, т.пл. 73,5-74°C (из петролейного эфира).
Пример 4. 1-Тринитрометил-3,5-динитро-1,2,4-триазол (IV).
2 г 1-(3',5'-динитро-1',2',4'-триазолил-1')бутанона-3 нитруют аналогично примеру 1. Выдержка нитромассы 20 часов. Выход 60%, т.пл. 77,5-78,5 (из петролейного эфира).
Пример 5. 1-Тринитрометил-3-нитро-5-азидо-1,2,4-триазол (V).
2 г 1-/3'-нитро-5'-азидо-1',2',4'-триазолил-1')бутанона-3 нитруют аналогично примеру 1. Выдержка нитромассы 55 часов. Выход 40%, т.пл. 114-115°C (из четыреххлористого углерода).
1-Тринитрометил-3-нитро-5-R1,2,4-триазолы являются высокоазотистыми взрывчатыми веществами гетероциклического ряда, обладающими рядом специфических свойств, что определяет возможности их применения.
1. Все соединения этого типа эндотермичны, причем в случае триазола V значение энтальпии образования достаточно высоко и достигает 350 ккал/кг.
2. Все соединения этого ряда безводородные (III-V) или маловодородные взрывчатые вещества со значительным содержанием азота в молекуле (до 46%).
3. В подавляющем большинстве триазолы этого типа (I, III-V) являются взрывчатыми веществами с положительным кислородным балансом (КБ +9÷+20%).
Совокупность этих свойств позволяет предполагать возможность использования этих веществ в качестве компонентов специальных порохов, предназначенных для газодинамических лазеров.
1-Тринитрометил-3-нитро-5-R1,2,4-триазолы ![]() | |||||||||||||||
Соединение | R | Т.пл | Найдено, % | Брутто формула | Вычислено, % | ИК-спектр | ПРМ спектр | ||||||||
C | H | N | M | C | H | N | M | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ||||
I | H | 99-100 | 13,42 13,39 | 0,38 0,39 | 38,48 38,50 | 266 | C3HN7 O8 | 13,7 | 0,38 | 38,7 | 263 | 1580 1300 | 1625 1270 870 | 1530 1380 1450 | ![]() 9,9 |
II | CH3 | 55-56 | 17,65 17,55 | 0,97 1,02 | 35,54 35,42 | 272 | C4 H3N7O 8 | 17,32 | 1,08 | 35,34 | 277 | 1570 1300 | 1030 1270 240 | 1545 1325 1460 | ![]() 2,86 |
III | Br | 73,5- | 10,80 | 0 | 28,25 | 344 | C3H7O 8Br | 10,50 | 0 | 28,60 | 342 | 1680 | 1935 1600 1270 645 | 1520 1340 1380 1450 | Отсутствие сигнала |
74,5 | 10,90 | 28,50 | 1300 | ||||||||||||
IV | NO 2 | 77,5- 78,5 | 11,55 11,62 | 0 | 36,37 36,57 | 310 | C3N8O 10 | 11,7 | 0 | 36,40 | 308 | 1590 1300 | 1640 1650 1615 1270 840 | 1545 1320 1390 | То же |
V | N3 | 114- | 12,08 | 0 | 46,31 | 301 | C3N 10O8 | 11,8 | 0 | 46,05 | 304 | 1580 | 1650 1610 1300 840 | 1520 1360 1450 | -"- |
115 | 12,02 | 46,35 | 1310 |
Настоящее изобретение относится к 1-тринитрометил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолам общей формулы
где R - H, галоид, NO2, N3 , и способу их получения путем обработки кетонов 3-нитро-5-R-1,2,4-триазола смесью серной и азотной кислот при температуре 0-20°С. Соединения представляют интерес как взрывчатые вещества с высоким содержанием азота. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.
Заявка
1599822/04, 12.02.1976
Ленинградский технологический иститут им. Ленсовета
Кофман Татьяна Павловна, Успенская Татьяна Леонтьевна, Малыгина Любовь Викентьевна, Певзнер Марк Соломонович
МПК / Метки
МПК: C07D 249/14
Метки: 1-тринитрометил-3-нитро-5-r, 4"-триазол
Опубликовано: 27.08.2006
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1840302-1-trinitrometil-3-nitro-5-r-1-2-4-triazol-i-sposob-ikh-polucheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">1-тринитрометил-3-нитро-5-r -1, 2, 4-триазол и способ их получения</a>
Предыдущий патент: Выдвижное устройство с гидродинамическим гасителем вибрации для подводных лодок
Следующий патент: Гаситель вибрации выдвижного устройства подводной лодки
Случайный патент: Способ приготовления структурообразователяпочвы