СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИСТРИНИТРОЭТИЛСУЛЬФИДДИАЦЕТАТА Советский патент 2016 года по МПК C07C319/20 

Большое внимание уделяется изысканию новых пластификаторов полимеров, которые служат связующими добавками в составах ТРТ или ВВ. В связи с тем, что в составы вводится значительное количество пластификатора, требования к пластификаторам повышены, а именно: наряду с высокой пластифицирующей способностью (физической совместимостью) пластификатор должен обладать достаточно высокой мощностью. Кроме того, состав, полученный на основе данного пластификатора, должен иметь хорошую физическую стабильность.

Применяющиеся в настоящее время пластификаторы: тротил, ксилил, эвтектика Холево и др. энергетически маловыгодны. Поэтому задача изыскания новых пластификаторов является актуальной.

Авторами предлагается новый пластификатор, полученный на основе сульфиддиуксусной кислоты - бистринитроэтиловый эфир сульфиддиуксусной кислоты.

Исходная сульфиддиуксусная кислота получается с высоким выходом из выпускаемых промышленностью монохлоруксусной кислоты и сульфида натрия путем обменной реакции:

$$2ClC{H}_{2}COONa+{\text{ Na}}_{\text{2}}\text{S }\stackrel{{\text{2H}}_{\text{2}}{\text{SO}}_{\text{4}}}{\to }{\text{ S(CH}}_{\text{2}}{\text{COOH)}}_{\text{2}}+{\text{ 2NaHSO}}_{\text{4}}+\text{ 2NaCl}$$

Получение бистринитроэтилсульфиддиацетата

К тринитроэтилсульфату, полученному из 12 г (0,067 моля кристаллического тринитроэтанола и 6,4 г (0,055 моля) хлорсульфоновой кислоты при комнатной температуре присыпалась измельченная сульфиддиуксусная кислота в количестве 4,13 г (0,0275 моля). После этого реакционная масса перемешивалась в течение 2-х часов при комнатной температуре и два часа при температуре 55-60°С.

По истечении времени выдержки реакционная масса охлаждалась до комнатной температуры и выливалась в холодную воду. Выпавшее масло тщательно промывалось водой, затем растворялось в эфире. Эфирный раствор снова промывался водой до нейтральной реакции промывных вод. Эфирный экстракт сушился сульфатом натрия и эфир упаривался. Оставшееся масло сушилось в вакуум-эксикаторе над хлористым кальцием.

Получено 13,15 г (82,5% от теории) - светло-желтого масла. Масло растворяется в этаноле и при температуре - 10-15°С из массы выпадают белые кристаллы бистринитроэтилсульфиддиацетата, которые отделяются, промываются водным спиртом, водой и сушатся.

Выход после кристаллизации 9,1 г (70% в пересчете на сырец).

Бистринитроэтилсульфиддиацетат имеет следующие характеристики: белые пластинки с температурой плавления - 34,5-35°C (из CCl₄).

Формула - $$S{[C{H}_{2}COOC{H}_{2}C{(N{O}_2)}_3]}_2$$

Брутто формула C₈H₈O₁₆N₆S

Молекулярный вес: Рассчитан для C₈H₈O₁₆N₆S - 476

Найден криоскопией в бензоле - 461,2.

d₂₀=1,6067 г/см³; $$n\frac{20}{Д}=\mathrm{1,4979}$$ .

$$M{R}_{Двычисл.}^{20}=\mathrm{84,76}$$ ; $$M{R}_{Д\text{ найд}.}^{20}=\mathrm{86,82}$$

Содержание элементов:

Найдено, %: С=19,91; Н=2,01; N=17,44, S=6,28.

Вычислено для C₈H₈O₁₆N₆S, %: С=20,17; Н=1,68%; N=17,64; S=6,73.

ИК-спектр (см^-1): 1593, 1299 - группа - C(NO₂)₃;

1766, 1336 - сложноэфирная группа.

Чувствительность к удару по стандартной пробе: (Н=25 см, Р=10 кг) - 20%. Зазор 0,025-0,03.

Чувствительность к трению: 2000 кг/см² - 16%

3000 кг/см² - 96%

Температура вспышки: 230°С (τ_{задержки} = 5 сек)

Кислородный баланс: - 20%.

Теплота взрывчатого превращения (расчетная):

Q=1126 ккал/кг (при H₂O - пар).

Скорость детонации: Д=7350 м/сек (ρ=1,67 г/см³, удельное давление прессования Р=1500 кг/см²).

Плотность монокристалла: ρ=1,75 г/см³

Химическая стойкость при 100°С за 24 часа 3/1 мм.

Энергия активации Е=43000 кал/моль (расчет по времени задержки вспышки).

Проведенные лабораторные испытания показали, что бистринитроэтилсульфиддиацетат является хорошим пластификатором коллоксилина. Он совмещается с коллоксилином до 40% по весу. Полученные композиции на основе этого пластификатора обладают хорошей физической стабильностью и удовлетворительной для практического использования химической стойкостью.

Предлагаемый бистринитроэтилсульфиддиацетат может быть использован по следующим направлениям:

1. Пластификатор в составах термопластичных ВВ и ТРТ.

2. Компонент низкоплавких эвтектик с улучшенными энергетическими характеристиками в составах пластичных ВВ.

Изобретение относится к способу получения бистринитроэтилсульфиддиацетата, согласно которому с целью получения малочувствительного пластификатора для применения в составах термопластичных и пластичных взрывчатых веществ и твердых ракетных топлив проводят этерификацию сульфиддиуксусной кислоты сульфатом тринитроэтанола, содержащим 10%-ный избыток тринитроэтанола, при температуре 15-25°С в течение 1,5-2,5 часов и при температуре 55-60°С в течение 1,5-2,5 часов с последующей кристаллизацией полученного эфира из раствора в этаноле.

Способ получения бистринитроэтилсульфиддиацетата, отличающийся тем, что, с целью получения малочувствительного пластификатора для применения в составах термопластичных и пластичных взрывчатых веществ и твердых ракетных топлив, проводят этерификацию сульфиддиуксусной кислоты кислым сульфатом тринитроэтанола, содержащим 10%-ный избыток тринитроэтанола, при температуре 15-25°С в течение 1,5-2,5 часов и при температуре 55-60°С в течение 1,5-2,5 часов с последующей кристаллизацией полученного эфира из раствора в этаноле.