Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения солей 5-нитротетразола

Изобретение относится к области получения ВВ и компонентов ракетного топлива.

Ранее описано получение солей 5-нитротетразола диазотированием 5-аминотетразола по реакции Зандмейера по следующей схеме реакции:

Натриевая соль 5-нитротетразола служит исходным веществом для синтеза других солей 5-нитротетразола и его алкильных производных [E. von Herz. Патент США 2066954]. Недостатком этого процесса является выделение в качестве промежуточного продукта медной соли 5-нитротетразола, обладающей инициирующими свойствами, и значительные потери меди с водными маточниками.

Попытки диазотировать 5-аминотетразол в отсутствие солей меди приводили к образованию и накоплению в реакционной массе диазотетразола - соединения, взрывающегося в разбавленных водных растворах при 0°.

С целью исключения из процесса медной соли как промежуточного продукта и для большей безопасности процесса авторами предлагается проводить диазотирование 5-аминотетразола нитритами щелочных металлов в слабокислой среде в условиях, при которых не происходит накопления диазотетразола:

Так, к раствору нитрита щелочного металла, взятого с избытком 150-200% от теории, дозируется 5-7%-ный подкисленный раствор 5-аминотетразола, а сам процесс ведется при более высоких температурах, например, 20-40°.

После окончания дозировки 5-аминотетразола дается часовая выдержка при температуре 75-80, затем добавлением углекислого натрия pH раствора доводится до 8-9. Раствор концентрируется, а затем обрабатывается кипящим ацетоном или этанолом и отфильтровывается от сульфата натрия. Упаривание фильтрата дает натриевую соль 5-нитротетразола (выход 65-75%, считая на 5-аминотетразол, т.е. такой же, как и по способу, предложенному Герцем).

Стадию выделения натриевой соли 5-нитротетразола можно избежать и получать некоторые алкил-5-нитротетразолы действием соответствующего алкилирующего агента на нейтрализованную упаренную реакционную массу. Например, при действии диметил-сульфата был получен 2-метил-5-нитротетразол. После двух кристаллизаций (из бензола и этанола) соединение не дало депрессии с заведомым 2-метил-5-нитротетразоло (образец плавился при 83°). Кроме того, идентификация осуществлена с помощью ИК-спектров и данных элементарного анализа.

Предлагаемый способ получения солей 5-нитротетразола делает доступными алкил- и алкилен-5-нитротетразолы, которые могут быть применены в качестве компонентов ракетных топлив или ударных составов. Кроме того, применяя для нейтрализации различные основания можно получать соответствующие соли 5-нитротетразола, причем некоторые из них могут представить самостоятельный интерес.

Пример

К раствору 58 г нитрита натрия в 400 см³ воды при комнатной температуре в течение 20-25 минут добавляется нагретый до 55-60° раствор 25,74 г 5-аминотетразола в 400 см³ воды, подкисленный 3 см³ концентрированной серной кислоты. При этом температура поднимается до 32-35°. После окончания дозировки раствора 5-аминотетразола к реакционной массе в течение 5-8 минут по каплям добавляется 22,5 см³ концентрированной серной кислоты. Наблюдается бурное выделение окислов азота и температура поднимается до 38-42°. Затем с помощью внешнего нагрева постепенно температура доводится до 75-80°. После часовой выдержки при этой температуре pH раствора доводится до 8-9 добавлением углекислого натрия. Раствор упаривается до 1/4 первоначального объема и обрабатывается 200 см³ горячего этанола. Выпавший в осадок сульфат натрия удаляется фильтрованием, а раствор упаривается под вакуумом почти досуха, после чего обрабатывается 200 см³ кипящего ацетона и фильтруется от выделившегося сульфата натрия. Упаривание ацетонового экстракта дает натриевую соль 5-нитротетразола получено 36,5 г (70% от теории).