1,4-ДИАЛКИЛ-3-НИТРО-5-R-1,2,4-ТРИАЗОЛИЕВЫЕ СОЛИ ДИНИТРАМИДА И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
1,4-DIALKYL-3-NITRO-5-R-1,2,4-TRIAZOLE SALTS OF DINITRAMIDE AND SYNTHESIS METHOD THEREOF

Изобретение относится к области органической химии, в частности к 1,4-диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевым солям динитрамида общей формулы
3
2
5
1
3
2
5
3
2
3
3
2
3
2
5
где R=Н, СН, СН; R=СН, СН, СН(СН), С(СН); R=СН, СН за исключением соединений
и способу их получения.
1
4
3
5
1,4-Диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевые соли динитрамида состоят из N, N, C, C-тетразамещенного катиона 1,2,4-триазолия и аниона динитрамида. Они обладают высокой газопроизводительностью за счет высокого содержания азота (7 атомов на одну молекулу), относительно высокой термической стабильностью, низкой чувствительностью к механическим воздействиям, что делает актуальным их использование в качестве компонентов газогенераторов различного назначения, а также других горючих и химически деструктируемых систем.
Описание соединений указанной выше структуры, их свойства и способ получения в источниках информации не обнаружены.
Известен ряд аналогов по структуре заявляемых соединений на основе ди-, три- и тетразамещенных азолиевых солей динитрамида - триазолиевых и тетразолиевых, которые получены взаимодействием N-H формы незамещенных 1,2,3-, 1,2,4-триазолов и моно-N-замещенного 4-амино-1,2,4-триазола с Н-формой динитрамида [Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 28 (2003), №4, р.174-180]:
Тризамещенная тетразолиевая соль получена взаимодействием иодата 1,5-диамино-4-метилтетразолия с серебряной солью динитрамида [Inorg. Chem. 2005, 44, 4237-4253]:
7
Общим недостатком такого типа соединений является их пониженная стабильность к тепловым и механическим воздействиям и нетехнологичные методы синтеза. По чувствительности к механическим воздействиям по удару известные триазолиевые и тетразолиевые соли динитрамида относятся к группе высокочувствительных веществ (величина энергии удара до 5 кг·см). По чувствительности к трению они также являются высокочувствительными, в частности, динитрамид 1,5-диамино-4-метилтетразолия имеет чувствительность к трению (24 N). С этой величиной 1,5-диамино-4-метилтетразолиевая соль динитрамида относится к группе высокочувствительных веществ, значительно более чувствительной, чем RDX (120 N), нитроцеллюлоза (240 N) и высокочувствительный pentaerythritoltetranitrate PETN (60 N). Кроме того, они имеют пониженную термическую стабильность (температура разложения от 80°С до 146°С) [патент США №6509473 (МКИC07D 249/08, 249/14, С06В 25/34) 10.16.2000 г., Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 28 (2003), №4, р.174-180]
Нетехнологичность метода получения известных азолиевых солей связана с необходимостью использования взрывоопасной, нестойкой Н-формы динитрамида или ее дорогой и еще более взрывоопасной серебряной соли.
7
Известны также соли динитрамида производных 1,2,4-триазола [патент США №6509473 (МКИ C07D 249/08, 249/14, С06В 25/34) 10.16.2000 г.]; в том числе, с катионами тетразамещенного-1-Н-3,4,5-триамино-1,2,4-триазолия, дизамещенных 1,2,4-триазолия и 4-амино-1,2,4-триазолия:
7
Недостатком известных триазолиевых солей динитрамида является наличие в их структуре кислотных N-H протонов. В результате эти соли имеют пониженную стабильность к различным внешним воздействиям тепловым и механическим. По чувствительности к механическим воздействиям (величина энергии удара до 5 кг·см) они относятся к группе высокочувствительных веществ и имеют пониженную термическую стабильность (температура разложения 120-146°С) [патент США №6509473 (МКИ C07D 249/08, 249/14, С06В 25/34) 10.16.2000 г., Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 28 (2003), №4, р.174-180]. Способ получения соли по прототипу является сложным и опасным, основан на взаимодействии Н-формы динитрамида с раствором 3,4,5-триамино-1,2,4-триазола с использованием абсолютного сухого, дегазированного метанола. Процесс проводят в атмосфере сухого инертного газа азота в полной темноте (только с помощью красного цвета) на хроматографической колонне с сильной кислотной катионообменной смолой, активированной 0,1 моль раствором соляной кислоты.
th
Из уровня техники известны следующие соединения общей формулы [International Annual Conference of ICT, 38, 44/1-44/8 (English) 2007]:
которые являются ближайшими аналогами по отношению к заявляемым соединениям, однако, способ их получения в данной публикации и других источниках информации не раскрыт.
Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в получении 1,4-диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевых солей динитрамида и разработке способа их получения.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в качестве таких солей предлагаются 1,4-диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевые соли динитрамида общей формулы
3
2
5
1
3
2
5
3
2
3
3
2
3
2
5
где R=Н, СН, СН; R=СН, СН, СН(СН), С(СН); R=СН, СН за исключением соединений
Поставленная техническая задача решается также тем, что предлагается способ их получения путем обработки 1,4-диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевых солей алкилсульфатов общей формулы
3
2
5
1
3
2
5
3
2
3
3
2
3
2
5
3
2
5
где R=Н, СН, СН; R=СН, СН, СН(СН), С(СН); R=СН, СН; Alk=СН, СН
солью динитрамида.
Синтез 1,4-диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевых солей динитразовой кислоты представлен на схеме:
3
2
5
1
3
2
5
3
2
3
3
2
3
2
5
R=Н, СН, СН; R=СН, СН, СН(СН), С(СН); R=CH, СН.
1,4-диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевые соли динитрамида получают следующим образом:
к водному или спиртовому раствору соответствующей 1,4-диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевой соли алкилсерной кислоты при перемешивании прибавляют раствор или индивидуальную соль динитрамида. Кристаллический продукт отфильтровывают, промывают водой и спиртом. Получают 1,4-диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевые соли динитрамида.
Примеры конкретного получения заявляемых соединений приведены ниже.
Пример 1.
1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
к водному раствору 33% концентрации 10,7 г (0,04 моль) 1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 65% концентрации 5,46 г (0,044 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,1) при температуре 40°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 9,8 г (93,0%) 1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 2.
1,4,5 триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 1. К водному раствору 30,2% концентрации 4,0 г (0,015 моль) 1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты при перемешивании прибавляют сухой 2,42 г (0,0195 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,3) при температуре 80°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 3,66 г (92,5%) 1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 3.
1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 1. К водному раствору 50% концентрации 5,38 г (0,02 моль) 1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 50% концентрации 2,48 г (0,02 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1) при температуре 0°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 4,54 г (86,0%) 1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 4.
1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 1. К водному раствору 16,7% концентрации 2,48 г (0,02 моль) аммониевой соли динитрамида при перемешивании прибавляют 6,99 г (0,026 моль) индивидуальной 1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты (соотношение 1:1,3) при температуре 60°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 4,91 г (93,0%) 1,4,5-триметил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
5
9
7
6
2
2
-1
-1
Т.пл. 106-109°С (водный ацетон), Т. разл. 147°С. Найдено, %: 22,88 С; 3,20 Н; 38,10 N. CHHO. Вычислено, %: 22,82 С; 3,45 Н; 37,26 N; 36,48 О. ИК-спектр (таблетка с KBr), , см: 1588; 1555; 1336 858; 638, анион N(NO), , см: 999; 1176; 1518.
1
6
3
3
3
Спектр ЯМР H (DMSO-d), δ, м.д.: 2,89 (с., 3Н, С-СН), 4,05 (с., 3Н, N-СН), 4,15 (с., 3Н, N-СН).
2
Чувствительность к трению при ударном сдвиге ГОСТ РВ 50874-96, нижний предел, 5000 кгс/см. Чувствительность к удару (ОСТ В 84-892-74), нижний предел (прибор №2, все груза 2 кг) ≥500 мм.
Пример 5.
1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
К водному раствору 58% концентрации 2,82 г (0,01 моль) 1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 41,6% концентрации 1,46 г (0,01 моль) калиевой соли динитрамида (соотношение 1:1) при температуре 20°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 2,3 г (82,0%) 1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 6.
1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 5. К водному раствору 66% концентрации 2,82 г (0,01 моль) 1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 40,9% концентрации 1,81 г (0,0125 моль) калиевой соли динитрамида (соотношение 1:1,25) при температуре 20°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 2,61 г (94,2%) 1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 7.
1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 5. К водному раствору 60% концентрации 4,24 г (0,015 моль) 1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 40,2% концентрации 2,83 г. (0,0195 моль) калиевой соли динитрамида (соотношение 1:1,3) при температуре 35°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 4,0 г. (95,2%) 1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 8.
1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 5. К водному раствору 70% концентрации 2,83 гр. (0,01 моль) 1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 75% концентрации 1,36 г (0,011 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,1) при температуре 50°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 2,68 г (96,3%) 1,4-диметил-3-нитро-5-этил-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
6
11
7
6
2
2
2
6
2
3
2
3
1
3
1
3
-1
-1
1
Н
Н
Н
H
Т.пл. 96÷98°С (спирт-ацетон), Т. разл. 148°С. Найдено, %: 25,98 С; 3,82 Н; 35,14N. CHNO. Вычислено, %: 26,00 С; 4,00 Н; 35,37 N; 34,63 О. ИК-спектр (таблетка с KBr), катион, λ, NO, см: 1332; 1551; 1589, анион, λ, N(NO), см: 1006; 1179; 1519. Спектр ЯМР H (DMSO-d), δ, м.д.: 3,35 (кв, 2Н, С-СН), 1,28 (т., 3Н, CH-С), 4,07 (с., 3Н, N-С), 4,19 (c., 3H, N-C).
2
Чувствительность к трению при ударном сдвиге ГОСТ РВ 50874-96, нижний предел, 5000 кгс/см. Чувствительность к удару (ОСТ В 84-892-74), нижний предел (прибор №2, все груза 2 кг) ≥480 мм.
Пример 9.
1,4-диэтил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
1
6
5
2
3
2
3
2
3
2
3
Н
Н
Н
Н
Н
К водному раствору 50% концентрации 14,05 г (0,05 моль) 1,4-диэтил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 75% концентрации 6,82 г (0,055 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,1) при температуре 20°С. Выпавший жидкий продукт отделяют. Получают 10,35 г (75,0%) 1,4-диэтил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида. Жидк. Спектр ЯМР Н (DMSO-d), δ, м.д.: 10,45 (с, 1Н, С-), 4,53 (кв, 2Н, С-СН), 1,54 (т, 3Н, СН-С), 4,60 (кв, 2Н, С-СН), 1,56 (т, 3Н, СН-С).
Пример 10.
1,5-диметил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
2
2
2
6
3
3
2
3
2
3
6
3
1
3
5
3
3
2
2
3
4
2
-1
-1
1
13
Н
Н
Н
С
С
C
С
C
К водному раствору 50% концентрации 7,4 г (0,025 моль) 1,5-диметил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 56% концентрации 3,46 г (0,0279 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,115) при температуре 20°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 5,2 г (90,0%) 1,5-диметил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида. Т.пл. 108-110°С (ацетон). Т. разл. 141°С. ИК-спектр (таблетка с KBr), катион, λ, NO, см: 1586, 1547, 1353, 865, 636, анион, λ, N(NO), см: 1008, 1180, 1511. Спектр ЯМР Н (DMSO-d), δ, м.д.: 2,92 (с., 3Н, С-СН), 4,13 (с., 3Н, Н-СН), 4,56 (кв, 2Н, С-СН), 1,42 (т., 3Н, СН-С). Спектр ЯМР С (DMSO-d), δ, м.д.: 10,61 (С-С), 39,27 (N-Н), 156,35 (-СН), 150,60 (-NO), 13,66 (СН-Н), 45,38 (N-H).
Пример 11.
1-изо-пропил-4-метил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
2
2
2
6
5
4
3
4
3
2
6
3
2
3
(5)
(3)
-1
-1
1
13
Н
H
К водному раствору 33% концентрации 4,23 г (0,015 моль) 1-изопропил-4-метил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 33% концентрации 2,4 г (0,0195 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,3) при температуре 20°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 2,87 г (69%) 1-изо-пропил-4-метил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида. Т.пл. 42-45°С (водный ацетон). Т. разл. 138°С. ИК-спектр (таблетка с KBr), катион, λ, NO, см: 1564; 1514; 1328,847; 627, анион, λ, N(NO), см: 1006; 1184; 1514. Спектр ЯМР Н (DMSO-d), δ, м.д.: 10,43 (с. 1Н, С-) 4,14 (c., 3H, N-CH) 4,97 (м, 1H, N-C-) 1,57 (д, 6Н, -(СН)). Спектр ЯМР С (DMSO-d), δ, м.д.: 21,35 (-(СН)), 37,52 (N-СН), 57,96 (N-CH), 147,19 (C), 151,53 (С).
Пример 12.
1-трет-бутил-4-метил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
7
13
7
6
2
2
2
6
5
3
3
3
6
3
3
3
3
3
(5)
(3)
-1
-1
1
13
Н
С
К водному раствору 22% концентрации 8,85 г (0,03 моль) 1-трет-бутил-4-метил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 75% концентрации 4,1 г (0,033 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,1) при температуре 20°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 6,87 г (79%) 1-трет-бутил-4-метил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида. Т.пл. 129-132°С (водный ацетон). Т. разл. 143°С. Найдено, %: 29,18 С; 4.29 Н; 33,65 N. CHNO. Вычислено, %: 28,87 С; 4,50 Н; 33,67 N; 32,96 О. ИК-спектр (таблетка с KBr), катион, λ, NO, см: 1563; 1526; 1331,850; 619, анион, λ, N(NO), см: 1003; 1195; 1526. Спектр ЯМР Н (DMSO-d), δ, м.д.: 10,49 (с. 1Н, С-) 4,12 (c, 3H, N-CH) 1,67 (с, 9Н, -(СН)). Спектр ЯМР С (DMSO-d), δ, м.д.: 28,13 (-(СН)), 37,46 (N-СН), 66,15 (N-(СН)), 145,68 (С), 151,53 (С).
2
Чувствительность к трению при ударном сдвиге ГОСТ РВ 50874-96, нижний предел, 5800 кгс/см. Чувствительность к удару (ОСТ В 84-892-74), нижний предел (прибор №2, все груза 2 кг) ≥500 мм.
Пример 13.
1-этил-4-метил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
2
2
2
-1
-1
К водному раствору 56% концентрации 1,36 г (0,011 моль) аммониевой соли динитрамида при перемешивании присыпают 2,55 г (0,01 моль) сухой 1-этил-4-метил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли метилсерной кислоты (соотношение 1:1,1) при температуре 25°С. Выпавший жидкий продукт отделяют. Получают 2,5 г (96%) 1-этил-4-метил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида. Жидк. Т. разл. 168°С. ИК-спектр (таблетка с KBr), катион, λ, NO, см: 1591; 1565; 1336,850; 665, анион, λ, N(NO), см: 1006; 1172; 1523.
1
6
5
3
2
3
2
3
Н
Спектр ЯМР H (DMSO-d), δ, м.д.: 10,31 (с. 1Н, С-Н), 4,11 (с., 3Н, N-СН), 4,48 (кв, 3Н, СН-СН), 1,48 (т, 2Н, С-СН).
Пример 14.
1-изопропил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
К водному раствору 36% концентрации 7,76 г (0,025 моль) 1-изопропил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 56% концентрации 3,41 г (0,0275 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,1) при температуре 30°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 5,6 г (77%) 1-изопропил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 15.
1-изопропил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 14. К водному раствору 75% концентрации 6,2 г (0,02 моль) 1-изопропил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 56% концентрации 3,1 г (0,0252 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,26) при температуре 80°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 5,23 г (89,8%) 1-изопропил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 16.
1-изопропил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
2
2
2
6
5
4
3
2
2
3
2
3
6
2
3
3
2
2
(5)
(3)
-1
-1
1
13
Н
Н
Н
С
Проводят аналогично примеру 14. К водному раствору 56% концентрации 4,03 г (0,0325 моль) аммониевой соли динитрамида при перемешивании прибавляют 7,76 г (0,025 моль) индивидуальной 1-изопропил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты при температуре 80°С (соотношение 1:1,26). Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 6,51 г (89,4%) 1-изопропил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида. Т.пл. 98-100°С (водный ацетон). Т. разл. 149°С. ИК-спектр (таблетка с KBr), катион, λ, NO, см: 1586; 1561; 1322,844; 619, анион, λ, N(NO), см: 1006; 1188; 1513. Спектр ЯМР Н (DMSO-d), δ, м.д.: 10,45 (с. 1Н, С-), 4,96 (м, 1H, N-CH-), 1,56 (д, 6Н, -(СН)), 4,55 (кв, 2Н, С-СН), 1,53 (т, 3Н, СН-С). Спектр ЯМР С (DMSO-d), δ, м.д.: 14,16 (СН-Н), 21,49 (-(СН)), 43,73 (N-CH), 57,93 (N-CH), 145,53 (C) 151,49 (С).
Пример 17.
1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
К водному раствору 50% концентрации 6,46 г (0,02 моль) 1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 56% концентрации 2,73 г (0,022 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,1) при температуре 18°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 5,0 г (82,2%) 1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 18
1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 17. К водному раствору 25% концентрации 4,85 г (0,015 моль) 1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 56% концентрации 2,42 г (0,0195 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,3) при температуре 0°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 4,18 г (91,7%) 1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 19.
1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 17. К водному раствору 25% концентрации 4,85 г (0,015 моль) 1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 56% концентрации 2,05 г (0,0165 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,1) при температуре 30°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 3,37 г (73,8%) 1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 20.
1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 17. К водному раствору 5% концентрации 4,85 г (0,015 моль) 1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты при перемешивании прибавляют 2,05 г (0,0165 моль) сухой калиевой соли динитрамида (соотношение 1:1,1) при температуре 20°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 3,53 г (77,5%) 1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
Пример 21.
1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
Проводят аналогично примеру 17. К водному раствору 5% концентрации 1,67 г (0,0115 моль) калиевой соли динитрамида при перемешивании прибавляют 4,85 г (0,015 моль) сухой 1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты (соотношение 1:1,3) при температуре 35°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 2,94 г (84,2%) 1-трет-бутил-4-этил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида.
2
2
2
6
5
2
3
2
3
3
3
6
3
3
3
3
5
3
2
2
3
4
2
-1
-1
1
13
Н
Н
Н
С
С
C
С
C
Т.пл. 126-128°С (ацетон). Т. разл. 148°С. ИК-спектр (таблетка с KBr), катион, λ, NO, см: 1588; 1555; 1337,847; 635, анион, λ, N(NO), см: 1005; 1182; 1511. Спектр ЯМР Н (DMSO-d), δ, м.д.: 10,44 (с. 1Н, С-), 4,53 (кв, 2Н, С-СН), 1,54 (т., 3Н, СН-С), 1,66 (с., 9Н, -(СН)). Спектр ЯМР С (DMSO-d), δ, м.д.: 28,14 (-(СН)), 66,18 (N-(СН)), 145,03 (-Н), 151,29 (-NO), 14,28 (СН-Н), 47,12 (N-H).
Пример 22.
1-метил-4,5-диэтил-3-нитро-1,2,4-триазолиевая соль динитрамида
2
2
2
6
2
3
2
3
1
3
2
3
2
3
6
5
2
3
5
2
3
2
3
2
3
(5)
(3)
-1
-1
1
13
Н
Н
Н
Н
Н
С
С
С
К водному раствору 25% концентрации 3,1 г (0,01 моль) 1-метил-4,5-диэтил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли этилсерной кислоты при перемешивании прибавляют водный раствор 56% концентрации 1,86 г (0,015 моль) аммониевой соли динитрамида (соотношение 1:1,5) при температуре 20°С. Выпавший осадок отфильтровывают. Получают 2,3 г (78,9%) 1-метил-4,5-диэтил-3-нитро-1,2,4-триазолиевой соли динитрамида. Т.пл. 99-100°С (водный ацетон). Т. разл. 158°С. ИК-спектр (таблетка с KBr), катион, λ, NO, см: 1584; 1545; 1333,867; 636, анион, λ, N(NO), см: 1020; 1186; 1524. Спектр ЯМР Н (DMSO-d), δ, м.д.: 3,35 (кв, 2Н, С-СН), 1,29 (т., 3Н, CH-С), 4,20 (с., 3Н, N-С), 4,56 (кв, 2Н, С-СН), 1,46 (т., 3Н, СН-С). Спектр ЯМР С (DMSO-d), δ, м.д.: 10,88 (C-Н-СН), 14,56 (С-Н-СН), 17,36 (CH-Н), 39,30 (N-CH), 45,39 (N-СН), 159,12 (С), 150,75 (С).
Предлагаемые 1,4-диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевые соли динитрамида обладают высокой газопроизводительностью за счет высокого содержания азота и относительно высокой термической стабильностью, а кроме того, низкой чувствительностью к механическим воздействиям. Некоторые предлагаемые 1,4-диалкил-3-нитро-5-R-1,2,4-триазолиевые соли динитрамида имеют температуры плавления ниже 100°С, что позволяет отнести их к ионным жидкостям. Ионные жидкости - это соли, температура плавления которых лежит ниже некоторой условной величины, обычно этот рубеж принимают равным 100°С. Ионные жидкости имеют высокую термическую стабильность, высокие плотности, низкое давление пара и, как следствие, низкую токсичность. Они не влияют на озоновый слой, не вносят вклад в парниковый эффект и пригодны для многократного использования в качестве реакционной среды. Процессы, идущие в обычных растворителях, при переходе к ионным жидкостям протекают при более низких температурах и за более короткое время дают более высокий выход.