Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения 5-нитраминотетразола

Предлагаемый способ относится к области технологии ВВ.

Известен способ получения 5-нитраминотетразола диазотированием нитраминогуанидина нитритами щелочных металлов с последующим вытеснением 5-нитраминотетразола из его щелочной соли действием минеральных кислот по следующей схеме реакции (E. Lieber и др. j. Am. Chem. Soc 73, 2327 (1951):

Недостатком этого метода является использование труднодоступного и довольно опасного в обращении нитраминогуанидина, многостадийность процесса и низкий выход целевого продукта в расчете на нитрогуанидин.

Получение 5-нитраминотетразола нитрованием 5-аминотетразола в литературе не описано.

Авторами с целью расширения сырьевой базы и большей безопасности процесса для синтеза 5-нитраминотетразола в качестве исходного применяется 5-аминотетразол, который получается из доступного аминогуанидина по способу Тиле (П.Ф. Бубнов "Инициирующие взрывчатые вещества", Оборонгиз, М., 1940 г.).

5-нитраминотетразол получается путем дегидратации азотнокислой соли 5-аминотетразола концентрированной серной кислотой при пониженных температурах с выходом до 50% в расчете на азотнокислую соль 5-аминотетразола:

Применение температур выше 20° и избытка азотной кислоты по сравнению со стехиометрическим соотношением ведет к снижению выхода.

По окончании выдержки реакционная масса разбавляется водой и 5-нитраминотетразол экстрагируется эфиром. 5-нитраминотетразол является мощным и высокочувствительным взрывчатым веществом, обладающим пониженной химической стойкостью. Несмотря на высокие расчетные взрывчатые характеристики [O_v=1150 ккал/кг, V_o=893 л/кг, Д=8200 м/сек (при ρ=1,6 г/см³)], он не может применяться самостоятельно.

Эфирный экстракт при обработке основаниями дает соли 5-нитраминотетразола. Свойства некоторых из них приведены в табл. 1.

Как видно из таблицы, соли 5-нитраминотетразола характеризуются повышенным содержанием азота и водорода, обеспечивающим большие объемы газообразных продуктов взрыва на единицу веса, и относительно невысокой теплотой образования. Данные соединения могут применяться как добавка к фугасным составам или в качестве компонентов ракетных топлив для увеличения скорости горения и снижения температуры продуктов сгорания.

Таблица 1 Свойства 5-нитраминотетразола и некоторых его солей №№ п/п Вещество Тпл., °C Стойкость Рмм 110°, 24 часа Чувствительность к удару, % Чувствительность к трению, % Температура вспышки, °C Qобр., Vо, л/кг 4000 кг/см2 5000 кг/см2 6000 кг/см2 1 HN4CN(NO2)H* 140-142 - - - - - 145 459 893 2 226 19/14 40 0 0 20 260 136 1030 3 215 15/17 20 4 68 100 240 - 1065 4 178 20/24 56 12 52 100 205   990 *)

Пример

В 12 см³ серной кислоты (d=1,83 г/см³) при температуре 0-5° вносится 2,96 г (0,02 М) азотнокислой соли 5-аминотетразола. После окончания дозировки делается часовая выдержка без охлаждения. Реакционная масса помещается в 50 г измельченного льда и обрабатывается 2 порциями эфира по 100 см³. После испарения растворителя получено 1,5 г (57,5%) вещества серого цвета. Кристаллизацией из спирта выделено 1,2 г (46,1%) белого вещества с температурой плавления 140-142° (с разложением).

Найдено: С - 9,07%, Н - 1,60%, N - 64,30%.

Вычислено: C - 9,02%, Н - 1,54%, N - 64,61%.