способ получения 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтана

Классы МПК:C07C203/04 с нитратными группами, связанными с ациклическими атомами углерода
C07C201/02 получение эфиров азотной кислоты
C07C205/02 насыщенного углеродного скелета
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский институт "Кристалл" (ОАО "ГосНИИ "Кристалл") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-10-29
публикация патента:

Изобретение относится к области органического синтеза, конкретно к способу получения 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтана, который может найти применение в качестве взрывчатого вещества. Согласно предлагаемому способу 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтан получают из 5,5'-бис-(2,2-диметил-5-нитро-1,3-диоксана) путем гидролиза и нитрования продукта гидролиза, при этом гидролиз и нитрование проводят в одну стадию путем обработки концентрированной азотной кислотой. Способ позволяет получать 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтан в одну стадию с хорошим выходом. 1 пр.

Формула изобретения

Способ получения 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтана из 5,5'-бис-(2,2-диметил-5-нитро-1,3-диоксана) путем постадийного гидролиза и нитрования продукта гидролиза, отличающийся тем, что гидролиз и нитрование продукта проводят в одну стадию путем обработки его концентрированной азотной кислотой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к органическому синтезу, в частности к способу получения 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтана, который может найти применение в качестве взрывчатого вещества.

Известен двухстадийный способ получения 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтана (1) ( Патент США № 2012/0108838 А1 от 3 мая 2012 года) гидролизом 5,5'-бис-(2,2-диметил-5-нитро-1,3-диоксана) (2) до 1,1,2,2-тетракис-(гидроксиметил)-1,2-динитроэтана (3) с последующим его нитрованием:

способ получения 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтана, патент № 2520964

По патенту первую стадию процесса - гидролиз соединения 2 проводят по методике:

Через суспензию 25,6 г (0,08 моль) соединения 2 в 200 мл метанола барботируют газообразный хлористый водород до насыщения, закупоривают реакционный сосуд и оставляют при комнатной температуре на 48 часов. После удаления летучих компонентов остаток растирают горячим хлороформом и получают 8,1 г (85%) соединения 3 с т.пл. 100-102°C.

Вторую стадию процесса - нитрование соединения 3 проводят по методике:

Смешивают 50 мл уксусной кислоты и 50 мл уксусного ангидрида, полученный раствор охлаждают до 0°C. Затем при перемешивании по каплям добавляют 34 г 98%-ной азотной кислоты с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не была выше 5°C. Реакционную смесь перемешивают при 0°C 20 минут, добавляют порциями 12 г (0,05 моль) соединение 3, перемешивают при 0°C 2 часа и температуру повышают до 20°C, и при этой температуре перемешивают 1 час. Затем реакционную смесь выливают при перемешивании в 200 мл ледяной воды. Выпавший осадок отделяют фильтрацией, промывают водой и получают 20 г сырого продукта 1, кристаллизация которого из изопропилового спирта дает 18 г (85%) соединения 1 с т.пл. 85-86°C.

Этот способ принят нами за наиболее близкий аналог.

Недостатками аналога являются:

- двухстадийность процесса;

- использование коррозионно-активного хлористого водорода;

- длительность процесса гидролиза продукта 2;

- необходимость удаления легколетучих компонентов;

- необходимость промывки осадка горячим хлороформом;

- использование прекурсора - уксусного ангидрида;

- опасность процесса нитрования из-за образования в ходе реакции ацетилнитрата.

Технической задачей изобретения является разработка способа получения 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтана (1), лишенного вышеуказанных недостатков.

Технический результат достигается тем, что гидролиз и нитрование 5,5'-бис-(2,2-диметил-5-нитро-1,3-диоксана) (2) проводят в одну стадию путем обработки его концентрированной азотной кислотой.

Отличительными признаками изобретения являются:

- одностадийность процесса;

- исключение из процесса таких веществ, как коррозионно-активного хлористого водорода, прекурсора уксусного ангидрида и токсичных хлороформа и метанола;

- исключение стадии гидролиза и отгонки летучих компонентов;

- исключение стадии обработки осадка после отгонки летучих компонентов горячим хлороформом;

- простота проведения процесса.

Способ получения 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтана иллюстрируется следующим примером.

В колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником, загружают 33 мл (49,5 г, 0,78 моль) 98%-ной азотной кислоты, при перемешивании и температуре -2÷-10°C порционно добавляют 2,4 г (0,0075 моль) 5,5'-бис-(2,2-диметил-5-нитро-1,3-диоксана) (2) в течение 15 минут. Затем перемешивают реакционную массу при температуре -5÷0°C в течение 3-х часов и выливают в 167 мл холодной воды. Выпавшие светлосерого цвета кристаллы отфильтровывают, промывают водой, высушивают на воздухе. Выделяют 2,2 г (70%) продукта-сырца с т.пл. 74°C. После перекристаллизации из изопропилового спирта выход продукта 1 составляет 2,1 г (67%), т.пл. 84°C.

Данные ИК- и ЯМР 1 Н спектров соединения 1 совпадают с данными, приведенными в патенте США.

Класс C07C203/04 с нитратными группами, связанными с ациклическими атомами углерода

присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива и способ ее получения -  патент 2525552 (20.08.2014)
способ получения нитроэфиров одноатомных спиртов -  патент 2485092 (20.06.2013)
способ получения 2-этилгексилнитрата (варианты) -  патент 2472771 (20.01.2013)
способ получения кристаллов тэна игольчатой формы -  патент 2463393 (10.10.2012)
способ получения сложных эфиров азотной кислоты одноатомных спиртов -  патент 2351583 (10.04.2009)
способ получения нитроизобутилглицеринтринитрата -  патент 2316538 (10.02.2008)
способ получения нитрооксипроизводных напроксена -  патент 2315035 (20.01.2008)
средство для лечения желудочно-кишечных опухолей -  патент 2269510 (10.02.2006)
способ получения 2-этилгексилнитрата непрерывным методом -  патент 2259348 (27.08.2005)
способ получения фармацевтической композиции, обладающей противовоспалительной и анальгезирующей активностью, включающей аморфные нитроэфиры -  патент 2248963 (27.03.2005)

Класс C07C201/02 получение эфиров азотной кислоты

способ получения нитроэфиров одноатомных спиртов -  патент 2485092 (20.06.2013)
способ получения 1-нитроксиадамантана -  патент 2412155 (20.02.2011)
способ получения сложных эфиров азотной кислоты одноатомных спиртов -  патент 2351583 (10.04.2009)
способ получения нитрооксипроизводных напроксена -  патент 2315035 (20.01.2008)
способ получения циклогексилнитрата -  патент 2284987 (10.10.2006)
способ получения (нитроксиметил)фенил эфиров производных салициловой кислоты -  патент 2235717 (10.09.2004)
способ синтеза нитроксиметилфениловых эфиров аспирина и его производных -  патент 2232747 (20.07.2004)
способ получения жидких нитроэфиров и установка для его осуществления -  патент 2188817 (10.09.2002)
установка для получения нитроэфиров -  патент 2181070 (10.04.2002)
нитраты спиртов, содержащие амидную, динитрометиленовую и нитроаминную группы, способ их получения, 3- (ациламинодинитроалкил)-тетрагидро-1,3-оксазолы и - оксазины, способ их получения -  патент 2146243 (10.03.2000)

Класс C07C205/02 насыщенного углеродного скелета

Наверх