RU2248354C1 - Method for preparing 4,4'-bis-[4-aminofurazan-3-yl-n(o)n-azoxy]-3,3'-azofurazane and its applying as thermostable explosive substance - Google Patents
Method for preparing 4,4'-bis-[4-aminofurazan-3-yl-n(o)n-azoxy]-3,3'-azofurazane and its applying as thermostable explosive substance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2248354C1 RU2248354C1 RU2003133917/04A RU2003133917A RU2248354C1 RU 2248354 C1 RU2248354 C1 RU 2248354C1 RU 2003133917/04 A RU2003133917/04 A RU 2003133917/04A RU 2003133917 A RU2003133917 A RU 2003133917A RU 2248354 C1 RU2248354 C1 RU 2248354C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compound
- preparing
- azoxy
- explosive
- substance
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 title abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- VEYXDAUISQFHRI-UHFFFAOYSA-N (3,3-diamino-2H-1,2,5-oxadiazol-4-yl)-(1,2,5-oxadiazol-3-ylimino)-oxidoazanium Chemical compound NC1(C(=NON1)[N+]([O-])=NC1=NON=C1)N VEYXDAUISQFHRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 20
- PXKYRJUTZOXSOW-UHFFFAOYSA-N (4-amino-1,2,5-oxadiazol-3-yl)-[(4-amino-1,2,5-oxadiazol-3-yl)imino]-oxidoazanium Chemical compound NC1=NON=C1N=[N+]([O-])C1=NON=C1N PXKYRJUTZOXSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- XWNSFEAWWGGSKJ-UHFFFAOYSA-N 4-acetyl-4-methylheptanedinitrile Chemical compound N#CCCC(C)(C(=O)C)CCC#N XWNSFEAWWGGSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000004153 Potassium bromate Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229940094037 potassium bromate Drugs 0.000 abstract description 2
- 235000019396 potassium bromate Nutrition 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 10
- 125000000751 azo group Chemical group [*]N=N[*] 0.000 description 9
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 8
- JKFAIQOWCVVSKC-UHFFFAOYSA-N furazan Chemical group C=1C=NON=1 JKFAIQOWCVVSKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JDFUJAMTCCQARF-UHFFFAOYSA-N tatb Chemical compound NC1=C([N+]([O-])=O)C(N)=C([N+]([O-])=O)C(N)=C1[N+]([O-])=O JDFUJAMTCCQARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000028 HMX Substances 0.000 description 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 5
- UZGLIIJVICEWHF-UHFFFAOYSA-N octogen Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 UZGLIIJVICEWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- YBRXRTHOHUWQLL-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-amino-1,2,5-oxadiazol-3-yl)diazenyl]-1,2,5-oxadiazol-3-amine Chemical compound NC1=NON=C1N=NC1=NON=C1N YBRXRTHOHUWQLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 azo compound Chemical class 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 3
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JHJVSUCUNFXIHN-UHFFFAOYSA-N 1,2,5-oxadiazole-3,4-diamine Chemical compound NC1=NON=C1N JHJVSUCUNFXIHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 125000005337 azoxy group Chemical group [N+]([O-])(=N*)* 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N monobenzene Natural products C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- AOYBLZGEIIBUTE-UHFFFAOYSA-N 1,2,5-oxadiazol-3-amine Chemical group NC=1C=NON=1 AOYBLZGEIIBUTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSIBQULRFXITSW-OWOJBTEDSA-N 1,3,5-trinitro-2-[(e)-2-(2,4,6-trinitrophenyl)ethenyl]benzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC([N+](=O)[O-])=CC([N+]([O-])=O)=C1\C=C\C1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O YSIBQULRFXITSW-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZXVONLUNISGICL-UHFFFAOYSA-N 4,6-dinitro-o-cresol Chemical group CC1=CC([N+]([O-])=O)=CC([N+]([O-])=O)=C1O ZXVONLUNISGICL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XPGIWTNTMCSOGF-UHFFFAOYSA-N 4-(1,2,5-oxadiazol-3-yldiazenyl)-2H-1,2,5-oxadiazole-3,3-diamine Chemical compound C1=NON=C1N=NC2=NONC2(N)N XPGIWTNTMCSOGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical class OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001243 acetic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229940125782 compound 2 Drugs 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения 4,4’-бис-[4-аминофуразан-3-ил-N(O)N-азокси]-3,3’-азофуразана общей формулы (1):The present invention relates to a method for producing 4,4'-bis- [4-aminofurazan-3-yl-N (O) N-azoxy] -3,3'-azofurazan of the general formula (1):
и его применению в качестве термостойкого взрывчатого вещества.and its use as a heat-resistant explosive.
Предлагаемое соединение может найти применение в качестве компонента взрывчатых составов, твердых ракетных топлив и энергоемких составов различного назначения, эксплуатируемых при повышенных температурах (например, при буровзрывных работах в глубинных шахтах). Также соединение 1 является полупродуктом для синтеза макромолекул и может найти применение в органическом синтезе.The proposed compound can be used as a component of explosive compositions, solid rocket fuels and energy-intensive compositions for various purposes, operated at elevated temperatures (for example, during drilling and blasting operations in deep mines). Compound 1 is also an intermediate for the synthesis of macromolecules and may find application in organic synthesis.
Предлагаемое соединение является линейным диамином, содержащим в своем составе четыре фуразановых цикла, две азоксисвязи и одну азогруппу. Способ получения соединения (1) и его свойства в литературе не описаны. Тем не менее, оно упоминается в одной статье как полупродукт для синтеза макроциклов [V.A.Eman et al., Mendeleev Commun., 1997, (1), 5-7].The proposed compound is a linear diamine containing four furazan rings, two azoxyl bonds and one azo group. The method of obtaining the compound (1) and its properties are not described in the literature. Nevertheless, it is mentioned in one article as an intermediate for the synthesis of macrocycles [V.A. Eman et al., Mendeleev Commun., 1997, (1), 5-7].
Известен способ получения линейного динитросоединения 2, содержащего в своем составе четыре фуразановых цикла, две азоксисвязи и одну азогруппу, заключающийся в окислении амина 3 водным раствором марганцовокислого калия (КМnO4) в среде соляной кислоты.There is a method of producing a linear dinitro compound 2 containing four furazan rings, two azoxy bonds and one azo group, which consists in the oxidation of amine 3 with an aqueous solution of potassium permanganate (KMnO 4 ) in hydrochloric acid.
Этот окислитель широко применяется для синтеза азофуразанов [А.В.Sheremetev, N.N.Makhova, W.Friedrichsen, Adv. Heterocycl. Chem., Academic Press, 2001, 78, 65-188]. Однако КМN04 используется лишь для окисления аминофуразанов, включающих одну аминогруппу.This oxidizing agent is widely used for the synthesis of azofurazans [A. B. Sheremetev, NNMakhova, W. Friedrichsen, Adv. Heterocycl. Chem., Academic Press, 2001, 78, 65-188]. However, KMN0 4 is used only for the oxidation of aminofurazans, including one amino group.
Другой окислитель - дибромизоцианурат (ДБИ), при действии на различные диаминофуразаны окисляет обе аминогруппы, что приводит не только к межмолекулярной, но и внутримолекулярной конденсации. В результате наблюдается образование макроциклов [А.В.Sheremetev, N.N.Makhova, W.Friedrichsen, Adv. Heterocycl. Chem., Academic Press, 2001, 78, 65-188]. В частности, обработка 4,4’-диаминоазоксифуразана (4) в среде ацетонитрила ДБИ при комнатной температуре приводит к образованию смеси макроциклов 5, отличающихся взаимным расположением азоксисвязей [V.A.Eman et al., Mendeleev Commun., 1997, (1), 5-7].Another oxidizing agent, dibromisocyanurate (DBI), oxidizes both amino groups when acting on various diaminofurazans, which leads to not only intermolecular, but also intramolecular condensation. As a result, the formation of macrocycles is observed [A.V. Sheremetev, N.N. Makhova, W. Friedrichsen, Adv. Heterocycl. Chem., Academic Press, 2001, 78, 65-188]. In particular, treatment of 4,4'-diaminoazoxyfurazan (4) in DBI acetonitrile at room temperature leads to the formation of a mixture of macrocycles 5 differing in the mutual arrangement of azoxy bonds [VAEman et al., Mendeleev Commun., 1997, (1), 5- 7].
Получить указанным способом соединение 1 нельзя, т.к. в результате реакции не происходит сохранение аминогрупп.It is impossible to obtain compound 1 in this way, as a result of the reaction, the conservation of amino groups does not occur.
Известно также, что окисление 3,4-диаминофуразана (6) смесями 96% H2SO4 и 30% Н2O2 приводит к образованию 4,4’-диаминоазофуразан (7) и амина 4. При действии на диамин 6 водного раствора персульфата аммония преимущественно получается азо-соединение 7 [Г.Д.Солодюк, М.Д.Болдырев, Б.В.Гидаспов, В.Д.Николаев, Журн. орг. химии, 1981, 17 (4), 861-865].It is also known that the oxidation of 3,4-diaminofurazan (6) with mixtures of 96% H 2 SO 4 and 30% H 2 O 2 leads to the formation of 4,4'-diaminoazofurazan (7) and amine 4. When exposed to a diamine 6 aqueous solution ammonium persulfate predominantly obtained azo compound 7 [GD Solodyuk, MD Boldyrev, BV Gidaspov, VD Nikolayev, Zh. org Chemistry, 1981, 17 (4), 861-865].
Азо-соединение 7 недавно было также получено окислением 3,3-диаминогидразофуразана (8) в метанольном растворе кислородом воздуха [D.Chavez, L.Hill, M.Hiskey, S.Kinkead.J. Energetic Mater., 2000, 18, 219-236].Azo compound 7 was also recently obtained by the oxidation of 3,3-diaminohydrazofurazan (8) in a methanol solution with atmospheric oxygen [D. Chavez, L. Hill, M. Hiskey, S. Kinkead.J. Energetic Mater., 2000, 18, 219-236].
Однако и этот метод не может быть использован для синтеза целевого амина 1 ввиду отсутствия соответствующего исходного материала.However, this method cannot be used for the synthesis of the target amine 1 due to the lack of an appropriate starting material.
Отметим также, что указанные выше способы позволяют получить лишь соединения, включающие два фуразановых цикла, причем обеспечивают формирование либо азо-, либо азокси-связей.It should also be noted that the above methods only allow compounds comprising two furazan rings to be obtained, whereby either azo or azoxy bonds are formed.
Задачей настоящего изобретения являются разработка способа получения соединения, являющегося линейным диамином, содержащим в своем составе четыре фуразановых цикла, являющегося новым термостойким взрывчатым веществом с улучшенными эксплуатационными характеристиками.The objective of the present invention is to develop a method for producing a compound, which is a linear diamine containing four furazan cycles, which is a new heat-resistant explosive with improved performance characteristics.
Поставленная задача достигается способом получения 4,4’-бис-[4-аминофуразан-3-ил-N(O)N-азокси]-3,3’-азофуразана (1), заключающимся в том, что 4,4-диаминоазоксифуразан (4) обрабатывают раствором бромноватокислого калия (КВrО3) в среде соляной кислоты или ее смеси с органической кислотой. В качестве органической кислоты можно использовать, например, уксусную или трифторуксусную кислоты.The problem is achieved by the method of obtaining 4,4'-bis- [4-aminofurazan-3-yl-N (O) N-azoxy] -3,3'-azofurazan (1), which consists in the fact that 4,4-diaminoazoxyfurazan (4) is treated with a solution of potassium bromate (KBrO 3 ) in a medium of hydrochloric acid or a mixture thereof with an organic acid. As the organic acid, for example, acetic or trifluoroacetic acids can be used.
Предложенный способ основан на межмолекулярной окислительной конденсации соединения, включающего аминофуразанильный фрагмент, под действием одноэлектронного окислителя, такого как КВrО3 в среде соляной кислоты или ее смеси с органической кислотой, такой как, например, уксусной или трифторуксусной, с образованием межмолекулярной азо-связи. Необходимо отметить, что предлагаемые условия окисления приводят к селективному окислению лишь одной аминогруппы, присутствующей в исходном диамине 4.The proposed method is based on intermolecular oxidative condensation of a compound comprising an aminofurazany fragment under the action of a single-electron oxidizing agent, such as KBrO 3 in a medium of hydrochloric acid or its mixture with an organic acid, such as, for example, acetic or trifluoroacetic, with the formation of an intermolecular azo bond. It should be noted that the proposed oxidation conditions lead to the selective oxidation of only one amino group present in the starting diamine 4.
Ни в одном из известных ранее способов формирования двойной N=N связи в синтезе азофуразанов, включающих аминофуразановый фрагмент, не использовалось сочетание КВrО3 и соляной кислоты или ее смеси с органической кислотой.None of the previously known methods for the formation of a double N = N bond in the synthesis of azofurazans, including the aminofurazan fragment, used a combination of KBrO 3 and hydrochloric acid or its mixture with an organic acid.
Необходимо отметить, что использование в качестве среды для реакции только органических кислот в отсутствие соляной кислоты приводит к получению сложной смеси веществ; выделить из этой смеси целевой диамин 1 не представляется возможным.It should be noted that using only organic acids as the reaction medium in the absence of hydrochloric acid results in a complex mixture of substances; It is not possible to isolate target diamine 1 from this mixture.
Лишь совокупность взятых для синтеза соединения формулы (1) условий и выбранное исходное соединение дали возможность добиться одной из указанных целей - получить линейный диамин, содержащей в своем составе четыре фуразановых цикла, две азокси-связи и одну азогруппу.Only the totality of the conditions taken for the synthesis of the compound of formula (1) and the selected starting compound made it possible to achieve one of these goals - to obtain a linear diamine containing four furazan rings, two azoxy bonds and one azo group.
Предлагаемое соединения может найти применение в качестве компонента взрывчатых составов, твердых ракетных топлив и энергоемких составов различного назначения, эксплуатируемых при повышенных температурах (например, при буровзрывных работах в глубинных шахтах).The proposed compounds can be used as a component of explosive compositions, solid rocket fuels and energy-intensive compositions for various purposes, operated at elevated temperatures (for example, during drilling and blasting operations in deep mines).
В качестве базовых компонентов штатных термостойких взрывчатых веществ в настоящее время используются 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитробензол (ТАТБ) и 2,2’,4,4’,6,6’-гексанитростильбен (ГНС) [Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. По ред. Б.П.Жукова, Изд. 2-е, М.: Янус-К, 2000; J.Kohler, R.Meyer, Explosives. 4 ed., Weinheim: VCH, 1993].Currently, 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene (TATB) and 2,2 ', 4,4', 6,6'-hexanitrostilbene (GNS) are currently used as basic components of standard heat-resistant explosives. [Energy condensed systems. Brief Encyclopedic Dictionary. Ed. B.P. Zhukova, Ed. 2nd, M .: Janus-K, 2000; J.Kohler, R. Meyer, Explosives. 4 ed., Weinheim: VCH, 1993].
Как видно из таблицы, эти соединения обладают высокой термической стойкостью, однако имеют средние энергетические и взрывчатые характеристики (теплота образования ΔH
Известны термостойкие взрывчатые вещества, в которых два аминофуразанильных фрагмента связаны азо- или азоксигруппой, такие как 4,4-диаминоазофуразан (7) и 4,4-диаминоазоксифуразан (4) [M.A.Hiskey et al., Pat. US 6358339, Pat. US 2002/0134476]. Несмотря на то, что соединение 7 имеет кислородный баланс хуже, чем у соединения 4, взрывчатые характеристики этих соединений близки. Этот эффект обусловлен более существенным вкладом азогруппы в теплоту образования соединения по сравнению с изоксигруппои. Важньм свойством ТАТБ, ГНС, а также веществ 4 и 7 является низкая чувствительность к механическим воздействиям (удару и трению).Heat-resistant explosives are known in which two amino-furazanyl moieties are linked by an azo or azoxy group, such as 4,4-diaminoazofurazan (7) and 4,4-diaminoazoxyfurazan (4) [M.A. Hiskey et al., Pat. US 6,358,339, Pat. US 2002/0134476]. Despite the fact that compound 7 has an oxygen balance worse than that of compound 4, the explosive characteristics of these compounds are similar. This effect is due to a more significant contribution of the azo group to the heat of formation of the compound compared to isoxygroup. An important property of TATB, GNS, as well as substances 4 and 7 is low sensitivity to mechanical stress (shock and friction).
Несмотря на то, что соединения 4 и 7 превосходят по энергетическим характеристикам ТАТБ и ГНС, их мощностные характеристики ниже, чем у такого штатного бризантного взрывчатого вещества, как октоген [Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. По ред. Б.П.Жукова, Изд. 2-е, М.: Янус-К, 2000; J.Kohler, R.Meyer, Explosives. 4 ed., Weinheim: VCH, 1993]. Отметим, однако, высокую чувствительность октогена к механическим воздействиям.Despite the fact that compounds 4 and 7 are superior in energy characteristics to TATB and GNS, their power characteristics are lower than that of a standard blasting explosive such as HMX [Condensed energy systems. Brief Encyclopedic Dictionary. Ed. B.P. Zhukova, Ed. 2nd, M .: Janus-K, 2000; J.Kohler, R. Meyer, Explosives. 4 ed., Weinheim: VCH, 1993]. We note, however, the high sensitivity of HMX to mechanical stresses.
Сравнительные физические и термохимические характеристики заявляемого вещества 1 с аналогамиTable
Comparative physical and thermochemical characteristics of the claimed substance 1 with analogues
Как видно из таблицы, характеристики соединение 1 занимают промежуточное положение между ТАТБ и октогеном и превосходят ближайший аналог - вещество 4.As can be seen from the table, the characteristics of compound 1 occupy an intermediate position between TATB and octogen and surpass the nearest analogue, substance 4.
Таким образом, заявляемое соединение представляет собой линейный диамин, содержащий в своем составе четыре фуразановых цикла, две азоксисвязи и одну азогруппу, и является термостойким взрывчатым веществом (Таблица). Наличие в структуре заявляемого соединения азо- и азоксигрупп обеспечивает возрастание теплоты образования по сравнению с исходным соединением 4. Соединение 1 отличается от соединения 4 улучшенным кислородным балансом. Чувствительность соединения 1 к механическим воздействия (удару и трению) аналогична таковой ТАТБ, что выгодно отличает его от такого чувствительного вещества, как октоген. Как можно видеть из таблицы, по ряду показателей соединение 1 превосходит другие малочувствительные термостойкие вещества. Необходимо отметить, что производные фуразана широко используются при конструировании взрывчатых веществ, однако ранее не использовались комбинации из четырех фуразановых циклов, двух азоксисвязей и аминогрупп, а также одной азогруппы.Thus, the claimed compound is a linear diamine containing four furazan cycles, two azoxyl bonds and one azo group, and is a heat-resistant explosive (Table). The presence of azo and azoxy groups in the structure of the claimed compound provides an increase in the heat of formation as compared with the starting compound 4. Compound 1 differs from compound 4 in an improved oxygen balance. The sensitivity of compound 1 to mechanical stress (shock and friction) is similar to that of TATB, which distinguishes it from such a sensitive substance as octogen. As can be seen from the table, in a number of indicators, compound 1 is superior to other insensitive heat-resistant substances. It should be noted that derivatives of furazan are widely used in the construction of explosives, however, combinations of four furazan rings, two azoxy bonds and amino groups, as well as one azo group have not been used previously.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.The present invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. При комнатной температуре к суспензии 2,12 г (10 ммоль) 4,4’-диаминоазоксифуразана (4) в смеси соляной (~50 мл) и уксусной кислот (~10-20 мл) при энергичном перемешивании прибавляют небольшими порциями 0,83-1,67 г (5-10 ммоль) КВrО3. После перемешивания реакционной смеси в течение 2-4 часов ее разбавляют водой и отфильтровывают осадок, промывают его водой и перекристаллизовывают из диоксана. Получают 1,22 г (58%) соединения 1 в виде желто-оранжевого порошка.Example 1. At room temperature, to a suspension of 2.12 g (10 mmol) of 4,4'-diaminoazoxyfurazan (4) in a mixture of hydrochloric (~ 50 ml) and acetic acids (~ 10-20 ml) with vigorous stirring, add in small portions 0 83-1.67 g (5-10 mmol) KBrO 3 . After stirring the reaction mixture for 2-4 hours, it is diluted with water and the precipitate is filtered off, washed with water and recrystallized from dioxane. 1.22 g (58%) of compound 1 are obtained in the form of a yellow-orange powder.
Масс-спектр, m/z: 420 [М+], 404 [M+ -О], 390 [М+ -NO], 374 [М+-NO-О], 337, 308, 280, 224.Mass spectrum, m / z: 420 [M + ], 404 [M + -O], 390 [M + -NO], 374 [M + -NO-O], 337, 308, 280, 224.
ИК-спектр, (в KBr, ν, см-1): 3440, 3335, 1650, 1510, 1490, 1440, 1380, 1270, 1190, 1050, 950, 800.IR spectrum (in KBr, ν, cm -1 ): 3440, 3335, 1650, 1510, 1490, 1440, 1380, 1270, 1190, 1050, 950, 800.
Спектр ЯМР 1Н (DMSO-d6, δ, м.д.): 6.98 (NH2). 1 H NMR Spectrum (DMSO-d 6 , δ, ppm): 6.98 (NH 2 ).
Спектр ЯМР 13С (DMSO-d6, δ, м.д.): 144.7 (C-NNO), 148.9 (C-NH2), 149.4 (С-С-NH2), 158.7 (C-NN). 13 C NMR spectrum (DMSO-d 6 , δ, ppm): 144.7 (C-NNO), 148.9 (C-NH 2 ), 149.4 (C-C-NH 2 ), 158.7 (C-NN).
Пример 2. К суспензии 2,12 г (10 ммоль) 4,4’-диаминоазоксифуразана (4) в соляной кислоте (~450 мл) при энергичном перемешивании прибавляют небольшими порциями 0,83-1,67 г (5-10 ммоль) КВrO3. После перемешивания реакционной смеси в течение 2-4 часов ее охлаждают до 0-5°C, отфильтровывают осадок, промывают его водой и перекристаллизовывают из водного ДМСО. Получают 1,13 г (54%) соединения 1.Example 2. To a suspension of 2.12 g (10 mmol) of 4,4'-diaminoazoxyfurazan (4) in hydrochloric acid (~ 450 ml), 0.83-1.67 g (5-10 mmol) are added in small portions with vigorous stirring. KBrO 3 . After stirring the reaction mixture for 2-4 hours, it is cooled to 0-5 ° C, the precipitate is filtered off, washed with water and recrystallized from aqueous DMSO. 1.13 g (54%) of compound 1 are obtained.
Таким образом, разработан способ получения соединения, представляющего собой линейный диамин, содержащий в своем составе четыре фуразановых цикла, две азоксисвязи и одну азогруппу, являющегося малочувствительным термостойким взрывчатым веществом.Thus, a method has been developed for the preparation of a compound representing a linear diamine containing four furazan rings, two azoxyl bonds and one azo group, which is an insensitive heat-resistant explosive.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003133917/04A RU2248354C1 (en) | 2003-11-24 | 2003-11-24 | Method for preparing 4,4'-bis-[4-aminofurazan-3-yl-n(o)n-azoxy]-3,3'-azofurazane and its applying as thermostable explosive substance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003133917/04A RU2248354C1 (en) | 2003-11-24 | 2003-11-24 | Method for preparing 4,4'-bis-[4-aminofurazan-3-yl-n(o)n-azoxy]-3,3'-azofurazane and its applying as thermostable explosive substance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2248354C1 true RU2248354C1 (en) | 2005-03-20 |
Family
ID=35454125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003133917/04A RU2248354C1 (en) | 2003-11-24 | 2003-11-24 | Method for preparing 4,4'-bis-[4-aminofurazan-3-yl-n(o)n-azoxy]-3,3'-azofurazane and its applying as thermostable explosive substance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2248354C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008102092A1 (en) | 2007-01-16 | 2008-08-28 | Snpe Materiaux Energetiques | Furazane derivatives, preparation thereof and energetic compositions containing them |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2167161C1 (en) * | 2000-06-16 | 2001-05-20 | Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН | Derivatives of tetrafurazano-[3,4-b:3',4'-f:3'',4''-j:3''',- -4'''-n]-[1,4,5,8,9,12,13,16]-octaazabicyclo-[14,2,2]-eicosa- -4,8,12-triene and method of their synthesis |
| US6358339B1 (en) * | 2000-04-28 | 2002-03-19 | The Regents Of The University Of California | Use of 3,3'-diamino-4,4'-azoxyfurazan and 3,3'-diamino-4,4'-azofurazan as insensitive high explosive materials |
-
2003
- 2003-11-24 RU RU2003133917/04A patent/RU2248354C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6358339B1 (en) * | 2000-04-28 | 2002-03-19 | The Regents Of The University Of California | Use of 3,3'-diamino-4,4'-azoxyfurazan and 3,3'-diamino-4,4'-azofurazan as insensitive high explosive materials |
| RU2167161C1 (en) * | 2000-06-16 | 2001-05-20 | Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН | Derivatives of tetrafurazano-[3,4-b:3',4'-f:3'',4''-j:3''',- -4'''-n]-[1,4,5,8,9,12,13,16]-octaazabicyclo-[14,2,2]-eicosa- -4,8,12-triene and method of their synthesis |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| EMAN V.A. et al. Mendeleev Communications (1). 1997, с. 5-7. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008102092A1 (en) | 2007-01-16 | 2008-08-28 | Snpe Materiaux Energetiques | Furazane derivatives, preparation thereof and energetic compositions containing them |
| US8211252B2 (en) | 2007-01-16 | 2012-07-03 | Eurenco | Furazane derivatives, preparation thereof and energetic compositions containing them |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cho et al. | Synthesis and characterization of 1‐methyl‐2, 4, 5‐trinitroimidazole (MTNI) | |
| Anniyappan et al. | Synthesis, characterization and thermolysis of 1, 1-diamino-2, 2-dinitroethylene (FOX-7) and its salts | |
| Sikder et al. | Studies on characterisation and thermal behaviour of 3-amino-5-nitro-1, 2, 4-triazole and its derivatives | |
| Benz et al. | Melt castable derivatives of pentaerythritol tetranitrate | |
| Licht et al. | 2, 4, 6‐Trinitropyridine and related compounds, synthesis and characterization | |
| RU2343150C1 (en) | 3-(3,5-dinitropyrazol-4-yl)-4-nitrofurazan, method of obtaining it and its application as thermostable explosive substance | |
| RU2248354C1 (en) | Method for preparing 4,4'-bis-[4-aminofurazan-3-yl-n(o)n-azoxy]-3,3'-azofurazane and its applying as thermostable explosive substance | |
| Joo et al. | Polynitramino compounds outperform PETN | |
| Wang et al. | Synthesis, Characterization and Thermal Properties of Energetic Compounds Derived from 3‐Amino‐4‐(tetrazol‐5‐yl) furazan | |
| Joo et al. | Denitration of hydrazinium nitroformate to form hydrazinium dinitromethanide | |
| Yang et al. | TACOT-derived new nitrogen rich energetic compounds: synthesis, characterization and properties | |
| Yan et al. | Exploring the reactive chemistry of FOX-7: synthesis of cyclic triazinane-based energetic materials featuring the FOX-7 backbone | |
| US4329522A (en) | 1,3,5,7-Tetranitroadamantane and process for preparing same | |
| Agrawal et al. | Synthesis of 1, 3-bis (1, 2, 4-triazol-3-amino)-2, 4, 6-trinitrobenzene and its thermal and explosive behaviour | |
| Sikder et al. | Cost-effective synthesis of 5, 7-diamino-4, 6-dinitrobenzofuroxan (CL-14) and its evaluation in plastic bonded explosives | |
| RU2760680C1 (en) | 3-(3,4-dinitropyrazole-5- yl)-4-nitrofurazane and its preparation method | |
| CN104672156B (en) | 2-methyl-4-nitro-1,2,3-triazolyl-5-ammonia, and preparation method and application thereof | |
| Mehilal et al. | Synthesis, characterization and explosives properties of 7-(1h-1, 2, 4-triazol-3-amino)-4, 6-dinitrobenzofuroxan (TADNB) and 7-(1h-1, 2, 3, 4-tetrazol-5-amino)-4, 6-dinitrobenzofuroxan (TEADNBF) | |
| US4503229A (en) | 1,4,5,8-Tetranitro-1,4,5,8-tetraazadifurazano-[3,4-c][3,4-h]decalin | |
| CN110218164B (en) | Energetic material 1,3-bis(3,4,5-trifluoro-2,6-dinitrophenyl)urea and its preparation method and application | |
| US4970312A (en) | 4,6-di-2-(5-nitro-1,2,4-triazole)-5-nitropyrimidine | |
| US7192497B2 (en) | Thermally stable booster explosive and process for manufacture | |
| RU2762560C1 (en) | 3-(3-nitropyrazol-5-yl -4-nitrofurazan and a method for its preparation | |
| CN118652261B (en) | A heat-resistant fluorescent active energetic compound and its synthesis method | |
| Wang et al. | Synthesis, Characterization and Thermal Behaviors of 4‐Amino‐5‐nitro‐1, 2, 3‐triazole (ANTZ) and Its Derivatives |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121125 |