СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-БУТИЛ(2-НИТРОКСИЭТИЛ) НИТРАМИНА Российский патент 2008 года по МПК C07C243/02 

Описание патента на изобретение RU2323924C1

Изобретение относится к области получения N-бутил(2-нитроксиэтил)-нитрамина, используемого в качестве высокоэнергетического пластификатора твердых ракетных топлив [Kala P.С Rao, Aurun К.Sikder, Mahadev A.Kulkaeni, Melind M.Bhalerao, Balkrisha R. Yandhe. Propellant, Explosives, Pyrotechnics. 2004. v.29.2. p93-98].

Известны способы получения N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина нитрованием n-бутиламиноэтанола смесью 98%-ной азотной кислоты с уксусным ангидридом в присутствии хлорид иона [О.Т.Blomquist, F.T.Fiedorik. US Pat. 2485855. October 25.1949; О.Т.Blomquist, F.T.Fiedorik. US Pat. 2678946. May 18.1954; M.B.Frankel, C.R.Vannerman. J. Org. Chem. 1959.23. p.1810; P.A.Silver, N.F.Stanley. JANNAF, Propulsion meeting, v.2. 10.09.1990. p.515]. Способы отличаются друг от друга порядком ввода компонентов, видом галоидного катализатора (ZnCl2, HCl и др.), температурными режимами и молярными соотношениями компонентов. Выход N-бутил(2-нитрокси-этил)нитрамина составляет 50-70%.

Недостатком указанных способов является невысокий выход продукта, высокая опасность технологического процесса, связанная с возможностью самовоспламенения n-бутиламиноэтанола при дозировании его в концентрированную азотную кислоту или нитрующую смесь.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является взятый за прототип способ получения N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина нитрованием n-бутиламиноэтанола смесью азотной кислоты с уксусным ангидридом в присутствии хлорида цинка с дозированием n-бутиламиноэтанола не на поверхность, а в слой концентрированной азотной кислоты при температуре не выше 22°С и дальнейшем дозировании раствора хлорида цинка в уксусном ангидриде при температуре 25-30°С, выдержке реакционной смеси при этой температуре и выделением N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина известными приемами. Выход 80% [Kala P.C Rao, Aurun К.Sikder, Mahadev A.Kulkaeni, Melind M.Bhalerao, Balkrisha R.Yandhe, Propellant, Explosives, Pyrotechnics. 2004. v.29.2. p.93-98].

Данный способ более безопасен, чем описанные выше, но дозирование в слой азотной кислоты сложно в технологическом оформлении и не исключает полностью вероятность разложения реакционной смеси со вспышкой из-за возможных местных перегревов.

Технической задачей изобретения является повышение выхода N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина и снижение взрыво- и пожароопасности технологического процесса.

Поставленная задача решается за счет того, что n-бутиламиноэтанол смешивают с эквимолекулярным количеством уксусной кислоты с последующей обработкой уксуснокислой соли нитрующей смесью (азотная кислота-уксусный ангидрид) в присутствии хлористого цинка при температуре до 30°С и ступенчатой выдержкой реакционной смеси при температуре (30-35)°С, (40-45)°С по 30 мин, (55-60)°С в течение 60 мин. По завершении выдержки реакционную смесь выливают в лед и выделяют N-бутил(2-нитрокси-этил)нитрамин известными приемами. Выход N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина составляет 90%.

Существенное отличие изобретения заключается в том, что введение при нитровании n-бутиламиноэтанола стадии получения уксуснокислой соли и дозировка в нее нитрующей смеси (а не наоборот) приводит к значительному уменьшению окислительно-деструктирующей активности нитрующей смеси за счет разбавления реакционной смеси уксусной кислотой, выделяющейся при дозировании азотной кислоты. Это исключает возможность вспышки реакционной смеси в результате местных перегревов, упрощает технологический процесс, а ступенчатое повышение температуры при выдержке реакционной смеси обеспечивает повышение выхода N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина на 10%.

Пример 1 (прототип). 100 мл 98% азотной кислоты помещают в четырехгорлую колбу, снабженную холодильником, механической мешалкой, термометром, капельной воронкой с длинной нагнетательной трубкой для подачи реагентов под поверхность азотной кислоты. Азотную кислоту охлаждают на ледяной бане и под ее поверхность при температуре не выше 22°С дозируют при перемешивании 117 г (1 моль) n-бутиламиноэтанола. Смесь перемешивают при комнатной температуре 15-30 мин и при температуре (25-30)°С дозируют через капельную воронку раствор 2,4 г (0,018 моль) хлористого цинка в 240 мл 97% уксусного ангидрида. После завершения дозировки смесь перемешивают 1 час, выливают в лед. Водный слой отделяют, нижний органический слой последовательно промывают 5% водным раствором соды, дистиллированной водой. Продукт сушат безводным сульфатом натрия, отделяют на вакуумной воронке и получают 160 г (80%) N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина. Продукт характеризовали:

ИК-с, υ см-1: 2990 (s, C-H str), 1650 (s, ONO2 str), 1535, 1275 (s, N-NO2 asym и sym), 835 (в, O-N)

Элементный анализ. Вычислено для C6H9N5O5(MB 207), %: С 34,78; Н 2,68; N 20,28. Найдено %: С 34,52; Н 6,02; N 20,15.

Пример 2. В реактор помещают 117 мас.ч. (1 моль) n-бутиламиноэтанола и при температуре (20±10)°С дозируют при перемешивании на поверхность реакционной смеси последовательно 60 мас.ч. (1 моль) ледяной уксусной кислоты, 151,2 мас.ч. (2,4 моль) 98%-ной азотной кислоты, 2,7 мас.ч. (0,02 моль) хлористого цинка, 244,8 мас.ч. (2,4 моль) уксусного ангидрида. Температуру реакционной смеси постепенно повышают и делают ступенчатую выдержку 30 мин при температуре 30-35°С, 30 мин при температуре 40-45°С, 60 мин при температуре 55-60°С. По окончании выдержки реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, сливают в ледяную воду, нейтрализуют карбонатом натрия до рН 7,0-7,3 и экстрагируют N-бутил-(2-нитроксиэтил)нитрамин хлороформом (2-300 мл). Экстракт моют дистиллированной водой, сушат над безводным сульфатом натрия, хлороформ отгоняют при уменьшенном давлении. Выход 186,3 г (90,0%).

ИК-с, υ см-1: 2990 (s, C-H str), 1650 (s, ONO2 str), 1535, 1275 (s, N-NO2 asym и sym), 835 (в, O-N)

Элементный анализ. Вычислено для С6H9N5O5(МВ 207), %: С 34,78; Н 2,68; N 20,28. Найдено %: С 34,45; Н 2,75; N 19,91.

Как видно из примеров, новый способ получения N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина более безопасен и позволяет увеличить выход продукта на 10%.

Похожие патенты RU2323924C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВТОРИЧНЫХ НИТРАМИНОВ 2008
  • Злотин Сергей Григорьевич
  • Кучуров Илья Владимирович
RU2378251C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Ы- 1972
SU326176A1
НИТРАТЫ СПИРТОВ, СОДЕРЖАЩИЕ АМИДНУЮ, ДИНИТРОМЕТИЛЕНОВУЮ И НИТРОАМИННУЮ ГРУППЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ, 3-(АЦИЛАМИНОДИНИТРОАЛКИЛ)-ТЕТРАГИДРО-1,3-ОКСАЗОЛЫ И - ОКСАЗИНЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ 1998
  • Корепин А.Г.
  • Галкин П.В.
  • Перепелкина Е.К.
  • Глушакова Н.М.
  • Еременко Л.Т.
  • Еременко И.Л.
RU2146243C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,3-ДИАЗИДО-2-НИТРО-2-АЗАПРОПАНА 2010
  • Ильясов Сергей Гаврилович
  • Данилова Елена Олеговна
RU2440974C1
Способ получения мезидина 1990
  • Клипиницер Виктор Анатольевич
  • Суднеко Нина Дмитриевна
  • Лисенкова Галина Сергеевна
  • Мельникова Алла Николаевна
  • Николаев Юрий Тимофеевич
  • Прохорова Мария Павловна
  • Шкарина Татьяна Валерьевна
  • Абдукаримов Сергей Абдувалович
SU1721046A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-НИТРО-4-АМИНОАНИЗОЛА 1991
  • Астратьев А.А.
  • Дашко И.А.
  • Скориченко Н.А.
  • Щедрова В.К.
  • Павлов Ю.В.
  • Дашко Д.В.
  • Утробин Н.П.
  • Рябоконь В.Н.
  • Черенков В.В.
  • Шевляков В.С.
  • Денисов В.Н.
  • Баранов Е.Г.
RU2030392C1
3-(ТРИНИТРОМЕТИЛ-ONN-АЗОКСИ)-4-НИТРАМИНОФУРАЗАНЫ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ 2012
  • Лукьянов Олег Алексеевич
  • Парахин Владимир Валерьевич
RU2485108C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-НИТРО-5-АЗИДОМЕТИЛОКСАЗОЛИДИНА-1,3 2011
  • Хисамутдинов Гильмутдин Хисамутдинович
  • Виноградов Дмитрий Борисович
  • Шаронова Валентина Михайловна
  • Шарыпова Светлана Григорьевна
  • Капранова Ирина Викторовна
  • Кондюков Иван Зиновьевич
  • Валешний Сергей Иванович
  • Петров Евгений Юрьевич
  • Ильин Владимир Петрович
RU2461548C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-НИТРО-5-АЗИДОМЕТИЛОКСАЗОЛИДИНА-1,3 2009
  • Хисамутдинов Гильмутдин Хисамутдинович
  • Виноградов Дмитрий Борисович
  • Бушкова Ольга Николаевна
  • Шаронова Валентина Михайловна
  • Шарыпова Светлана Григорьевна
  • Кондюков Иван Зиновьевич
  • Валешний Сергей Иванович
  • Булатов Павел Валерьевич
  • Петров Евгений Юрьевич
  • Тартаковский Владимир Александрович
  • Ильин Владимир Петрович
RU2404168C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИНИТРОДИАЗААЛКАНОВ И ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ 2001
  • Кнотт Томас
RU2274637C2

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-БУТИЛ(2-НИТРОКСИЭТИЛ) НИТРАМИНА

Изобретение относится к способу получения высокоэнергетического пластификатора твердых ракетных топлив N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина. Описывается способ получения N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина, включающий нитрование n-бутиламиноэтанола смесью азотной кислоты и уксусного ангидрида в присутствии хлористого цинка, при этом n-бутиламиноэтанол дополнительно обрабатывают эквимолекулярным количеством уксусной кислоты и реакционную смесь выдерживают при температурах (30-35)°С 30 мин, (40-45)°С 30 мин, (55-60)°С 60 мин. Технический результат - повышение выхода целевого продукта и снижение взрыво- и пожароопасности технологического процесса.

Формула изобретения RU 2 323 924 C1

Способ получения N-бутил(2-нитроксиэтил)нитрамина, включающий нитрование n-бутиламиноэтанола смесью азотной кислоты и уксусного ангидрида в присутствии хлористого цинка, отличающийся тем, что n-бутиламиноэтанол дополнительно обрабатывают эквимолекулярным количеством уксусной кислоты и реакционную смесь выдерживают при температурах 30-35°С 30 мин, 40-45°С 30 мин, 55-60°С 60 мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2323924C1

Kala P.C Rao et al., Propellant, Explosives, Pyrotechnics
Способ приготовления мыла 1923
  • Петров Г.С.
  • Таланцев З.М.
SU2004A1
Солесос 1922
  • Макаров Ю.А.
SU29A1
Домовый номерной фонарь, служащий одновременно для указания названия улицы и номера дома и для освещения прилежащего участка улицы 1917
  • Шикульский П.Л.
SU93A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНСЕРВИРОВАННОГО ПРОДУКТА "СИЧЕНИКИ РЫБНЫЕ УКРАИНСКИЕ" 2012
  • Квасенков Олег Иванович
  • Добряков Сергей Александрович
RU2485855C1
ТРАНСМИССИЯ ДЛЯ МОТОРА 2016
  • Йоо Хиук
  • Дзунг Тае-Дзин
  • Ан Сеонг-Чеол
  • Йоо Моон-Соо
RU2678946C1
ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ 3-НИТРО-3-АЗААЛКАНОЛОВ-2 И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ 1998
  • Спиридонов А.А.
  • Федосеев М.С.
  • Спиридонов А.И.
  • Клячкин Ю.С.
RU2161602C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРМЕТИЛНИТРАМИНОВ 0
  • А. И. Спиридонов И. А. Устюжа Иков Впт
SU407884A1

RU 2 323 924 C1

Авторы

Зиновьев Василий Михайлович

Даты

2008-05-10Публикация

2007-01-09Подача