1,1-динитроацетамидин в качестве наполнителя термостойких взрывчатых составов

1,1-динитроацетамидин в качестве наполнителя термостойких взрывчатых составов

Реферат

 

Изобретение относится к химии органических нитросоединений и представляет собой новое соединение: 1,1-динитроадетамидин, обладающее пониженной чувствительностью к механическим и ударно-волновым воздействиям.

Предлагаемое изобретение относится к химии органических нитросоединений и представляет собой новое соединение, обладающее пониженной чувствительностью к механическим и ударно-волновым воздействиям.

Недостатками известных соединений является либо чрезмерно высокая чувствительность при удовлетворительных мощностных характеристиках, либо низкая мощность при достаточно низкой чувствительности.

Ближайшим аналогом по структуре к взрывчатым свойствам является соединение из класса ароматических нитросоединений - 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитробензол (ТАТБ). Это кристаллическое вещество желтого цвета, разлагается без плавления при t=300°С. Скорость детонации ТАТБ при плотности заряда 1,87 г/см³ составляет 7,69 км/с. Давление Жуге - 28,9 ГПа, чувствительность к трению, нижний предел - более 6000 кг/см², чувствительность к удару по ГОСТ 4545-80 - 0%.

Столь низкая чувствительность ТАТБ к механическим ударно-волновым воздействиям объясняется специфическим молекулярным и кристаллическим и строением этого вещества. По данным рентгено-структурного анализа этого вещества /Н. Cadv, A. Lavson. Fhe Crystal Struce of 1,3,5 - ТАТБ. Acta Crust, 118, 485 (1965)/ известно, что в молекуле имеется аномально удлиненная С-С связь - 1,444 А (в молекуле бензола - 1,39 А), аномально укороченная связь C-NH₂ - 1,319 А (в молекуле нитроанилина - 1,371 А), укороченные связи C-NO ₂, а также 6 водородных связей. Упаковка молекул ТАТБ в кристалле подобна кристаллу графита, т.е. она составляет плоские слои шестигранников. Таким образом, сопряженная структура ТАТБ и является, по-видимому, причиной низкой чувствительности этого вещества к механическим и ударно-волновым воздействиям.

Недостатком ТАТБ является низкая мощность этого вещества, связанная с недостатком кислорода в молекуле - кислородный баланс ТАТБ составляет 56%. Скорость детонации при плотности заряда 1,87 г/см³ составляет 7,69 км/с, т.е. существенно уступает таким веществам, как гексоген, октоген.

Целью изобретения является создание соединения 1,1-динитроацетамидина, обладающего низкой чувствительностью к механическим и ударно-волновым воздействиям и высокими мощностными характеристиками.

Сущность изобретения состоит в том, что предложено соединение 1,1-динитроацетамидин, формулы

,

обладающее пониженной чувствительностью к механическим и ударно-волновым воздействиям.

Способ получения 1,1-динитроацетамидина состоит в нитровании 4,6-диокси-2-метилпиримидина серно-азотной смесью согласно следующей схеме:

Пример получения:

В 3-горлую колбу емкостью 250 мл, снабженную мешалкой, термометром, кратным холодильником, вносят - 63 мл (97 г, d=1,54 г/см³) меланжа состава 7,5-9,0% серной кислоты, 4,5% воды, 87% азотной кислоты. При перемешивании при температуре в массе 15-20°С прибавляют порциями 27 г (0,21 моля) 4,6-диокси-2-метилпиримидина. Реакционную массу перемешивают при температуре 15-20°С в течение 30 минут. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают на фильтре трифторуксусной кислотой 3 раза по 50 мл, сушат при 20-25°С. Сухой продукт перекристаллизовывают из водного (70%) этанола. Получают 12 г 1,1-динитроацетамидина (40% от теории, считая на 4,6-диокси-2-метилпиримидин).

Результаты элементарного анализа подтвердили предлагаемую брутто-формулу 1,1-динитроацетамидина C₂H₄N ₄O₄.

Расчет: С=16,26%, Н=2,70%, N=37,43%.

Эксперимент: С=16,18%, Н=2,82%, N=37,38%.

Структура соединения установлена методом рентгено-структурного анализа монокристалла 1,1-динитроацетамидина. Длина межатомных связей и величина валентных углов представлены на изображении строения молекулы 1,1-динитроацетамидина.

1,1-динитроацетамидин представляет собой кристаллическое вещество желтого цвета. Плотность монокристалла составляет 1,89 г/см³, температура начала интенсивного разложения - 220°С.

Чувствительность к удару, определенная по ГОСТ 4545-80, 36%. Чувствительность к трению: нижний предел - 3600 кг/см².

Строение молекулы 1,1-динитроацетамидина:

Формула изобретения

1,1-Динитроадетамидин формулы:

в качестве взрывчатого вещества - наполнителя термостойких взрывчатых составов.