Настоящее изобретение относится к области химии, в частности к новому способу получения 1,2,4-триазолона-3. Данное соединение находит применение в качестве исходного компонента при создании энергонасыщенных материалов - орохов, топлив, взрывчатых веществ, а также благодаря высокой насыщенности азотом при создании порофоров.
В настоящее время наиболее широко используемым способом получения 1,2,4-триазолона-3 (II) является взаимодействие гидрохлорида семикарбазида (I) с муравьиной кислотой (Г.И.Чипен, Р.П.Бокалдер, В.Я.Гринштейн "1,2,4-Триазолон-3 и его нитро- и аминопроизводные". Химия гетероциклических соединений, 1966, №1, с.110-116 [1]).
Исходный гидрохлорид семикарбазида (I) получали взаимодействием семикарбазона ацетона (III) с соляной кислотой (Д.Гаттерман, Г.Виланд "Практические работы по органической химии", Госхимиздат, 1966, с.176) [2].
Недостатками данной схемы получения 1,2,4-триазолона-3 являются: многостадийность, способа и необходимость использования соляной кислоты. Применение соляной кислоты ведет к усложнению аппаратурного оформления процесса вследствие необходимости использования коррозионно-стойкого оборудования и установки улавливания выделяющегося в процессе газообразного хлористого водорода.
Известен способ получения 1,2,4-триазолона-3, взятый за прототип, взаимодействием непосредственно семикарбазона ацетона (III) с муравьиной кислотой при 105-107°С в течение 30 часов (О.Widman, A.Cleve, Berichte. 1898, 31, 379) [3].
Выход 1,2,4 триазолона-3 непосредственно из семикарбазона ацетона (III) не превышал 10%.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения 1,2,4-триазолона-3, исключающего необходимость использования гидрохлорида семикарбазида (I) и соляной кислоты, позволяющего упростить процесс и повысить выход целевого продукта.
Технический результат достигается взаимодействием семикарбазона ацетона с муравьиной кислотой в присутствии в качестве активатора реакции 96% серной кислоты, взятых в мольном соотношении 1:4,5...5,5:0,35...0,45 соответственно, при температуре 107-110°С в течение 12 часов с последующей отгонкой избыточной муравьиной кислоты и выделением целевого продукта из водного раствора.
Результаты влияния соотношения реагирующих компонентов на выход 1,2,4-триазола-3 приведены в таблице 1.
Предлагаемый способ получения позволяет:
- исключить необходимость получения промежуточного гидрохлорида семикарбазида и использования в процессе соляной кислоты;
- сократить стадийность процесса получения 1,2,4-триазолона-3;
- довести выход 1,2,4-триазолона-3 до 65% от теоретического на семикарбазон ацетона;
- сократить время процесса с 30 часов до 12 часов;
- повысить экологическую безопасность процесса за счет исключения возможности выделения газообразного хлористого водорода.
Ниже приводится пример, иллюстрирующий конкретное осуществление изобретения.
Пример.
К 230 мл 85% муравьиной кислоты (5 моль) при интенсивном перемешивании дозируют 115 г (1 моль) сухого семикарбазона ацетона и порциями приливают 22 мл (0,4 моль) 96% серной кислоты при фактической температуре.
Реакционную массу в течение часа нагревают до 107°С и дают 12 часовую выдержку при 107-110°С. Избыточную муравьиную кислоту отгоняют в виде азеотропа с водой до достижения в реакционной массе температуры 125°С.
Реакционную массу охлаждают до 100°С, и к ней при перемешивании дозируют 25 мл воды. Суспензию охлаждают самопроизвольно до 15-20°С и сливают на вакуум-фильтр. Маточный раствор отделяют от кристаллического продукта на кислотостойком фильтровальном полотне, подсушивают под вакуумом. Выход влажного продукта составил 92 г (25% Н2О) или 81% от теории, температура плавления (разл.) 220-222°С.
Влажный продукт реакции смешивают в стакане с 30 мл воды, и суспензию при перемешивании нагревают до 95-100°С, дают 15-минутную выдержку и охлаждают самопроизвольно до 10-15°С. Кристаллический продукт отфильтровывают от маточного раствора на вакуум-фильтре и сушат в электротермостате при 90-100°С до постоянной массы навески. Выход сухого 1,2,4-триазолона-3 составил 55 г или 65% от теории на семикарбазон ацетона, температура плавления 230-231°С (лит. 232-233°С [1]).
По данным жидкостной хромотографии содержание 1,2,4-триазолона-3 в образце составляет 98%. Время удерживания 1,2,4-триазолона-3 для образцов, полученных по разработанному методу и методу с использованием гидрохлорида семикарбазида, идентично - 2,816 мин (элюент-вода, жидкостной хроматограф Shimadzu CLASS-VPReport).
Найдено, %: С - 28,3; Н - 3,35; N - 49,7.
C2H3ON3
Вычислено, %: С - 28,24; Н - 3,53; N - 49,41
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,2,4-ТРИАЗОЛОНА-5 | 1992 |
|
RU2085556C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1, 2, 4-ТРИАЗОЛОНА-5 | 1989 |
|
SU1633780A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-АЛКИЛЗАМЕЩЕННЫХ СЕМИКАРБАЗИДОВ | 2018 |
|
RU2670622C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-(1-АМИНОЭТИЛ)АДАМАНТАНА ГИДРОХЛОРИДА | 1997 |
|
RU2118313C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,4-ДИГЛИЦИДИЛ-3-МЕТИЛ-1,2,4-ТРИАЗОЛОНА-5 | 1982 |
|
SU1098229A1 |
Способ получения 1-алкил-3-окси5-хлор-1,2,4-триазолов или их солей | 1975 |
|
SU682128A3 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,4,6-ТРИ(2,4,6-ТРИНИТРОФЕНИЛ)-1,3,5-ТРИАЗИНА | 2012 |
|
RU2484087C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-(6-МЕТИЛ-2,4-ДИОКСО-1,2,3,4-ТЕТРАГИДРО-5-ПИРИМИДИНСУЛЬФОН)-N'-ИЗОНИКОТИНОИЛГИДРАЗИДА | 2011 |
|
RU2458059C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУРАЦИЛИНА | 2016 |
|
RU2673491C2 |
В•!^"^-'-'1Ш \ | 1973 |
|
SU398570A1 |
Изобретение относится к способу получения 1,2,4-триазолона-3-исходного компонента при создании энергонасыщенных материалов - порохов, топлив, взрывчатых веществ, порофоров. Способ включает взаимодействие семикарбазона ацетона с муравьиной кислотой в присутствии 96% серной кислоты в качестве активатора реакции при мольном соотношении реагентов 1:4,5-5,5:0,35-0,45 соответственно, при температуре 107-110°С в течение 12 часов. Способ позволяет упростить процесс и повысить выход целевого продукта. 1 табл.
Способ получения 1,2,4-триазолона-3 путем взаимодействия семикарбазона ацетона с муравьиной кислотой, отличающийся тем, что взаимодействие семикарбазона ацетона с муравьиной кислотой осуществляется в присутствии 96% серной кислоты в качестве активатора реакции при мольном соотношении реагентов 1:4,5-5,5:0,35-0,45 соответственно при температуре 107-110°С в течение 12 ч.
O.WIDMAN ЕТ AL, Ueber das 3-Oxy-1,2,4-triazol und einige Acidylsemi-carbazide | |||
Berichte, 1898, т.31, с.378-381 | |||
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1, 2, 4-ТРИАЗОЛОНА-5 | 1989 |
|
SU1633780A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,2,4-ТРИАЗОЛОНА-5 | 1992 |
|
RU2085556C1 |
US 4927940 A, 22.05.1990 | |||
US 4999434 A, 12.03.1991 | |||
US 5039816 A, 13.08.1991. |
Авторы
Даты
2006-11-20—Публикация
2005-04-06—Подача