ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА КАЧЕСТВО И РАЗМЕР КРИСТАЛЛОВ ТРИАМИНОТРИНИТРОБЕНЗОЛА Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

КAТAЛИТИЧEСКОE ГИДРИРОBAHИE 2,4,6-ТРИHИТРОБEHЗОЙHОЙ КИСЛОТЫ

ioo 9o -8o 7o 6o 5o -4o -3o -2o lo

o'-

2o

25

Время, ч

^^ Исходный катализатор ^^ Катализатор в первой^ециклизации ^^ Катализатор во второй рециклизации

Рисунок 3. Многократное использование катализатора в реакции гидрирования 2,4,6-тринитробензойной кислоты в среде уксусного ангидрида

После первого процесса восстановления отфильтрованный катализатор использовали повторно без предварительной регенерации (рисунок 3). Дважды отработанный катализатор показал незначительно пониженную активность в повторном процессе гидрирования 2,4,6-тринитробензойной кислоты. Полнота процесса поглощения водорода составила 79,77 % за 36 ч при давлении 4 - 5 атм и максимальной температуре 38 оС (рисунок 3).

В результате проведенных опытов была получена 2,4,6- триацетиламинобензойная кислота - кристаллический продукт белого цвета с выходом 86,74 %, Тпл 177 - 179 0С.

Строение 2,4,6- триацетамидобензой-ной кислоты было подтверждено элементным анализом и ИК-спектром: ИК - спектр:

1616,44; 1476,57; 967,056; 985,69 (ArH), 888,147; 836,951 ; 811,878; 115,425; 558,193 ( -С^, 1711,62 (ArCOOH), 1530,49; 1273,66; 732,323; 573,961; 605,683 (NH), 3028,95 (= С^, 1813,84; 1769,36 (-СОО^, 1426,58 (-С^), 1273,66 (ArNHR), 1158.9!;1129,3!; 1075,1; 1033,28 (-С-N) см-1. ^йдено %: С 52,71; H 5,27; N 14,19; О 27,42. С1зH1бNзОб. Bычислено %: С 53,24; H 5,12; N 14,33; О 27,30.

Таким образом, найдены условия каталитического восстановления 2,4,6- тринитро-бензойной кислоты, впервые получена 2,4,6-триацетиламинобензойная кислота.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кашаев B.A., Хисамутдинов Г.Х., Шевелев O.A. и др. Получение 2,4,6-триаминотолуола и его солей с неорганическими кислотами из 2,4,6-тринитротолуола // Химическая технология. 2007 г. Т.В. № В. - С. 346-351.

2. Ушкаров Б.И., Кобраков К.И., Дпафинов A.M. и др. Метилфлороглюцин - доступный полупродукт для синтеза азокрасите-лей // Химическая технология. 2006 г. № В. - С. 5-8.

3. Stetter A., TheisenD, Steffens G.J. Uber ver bindungen mit urotropin structur XLX. Cycli-siezungs react onen ausgen end 1,3,5-triaminocyclohexan // Chem. ber. 1970. B. 70. №1. - S. 200.

4. Литвин Е.Ф., Шарф B.3. Каталитическое гидрирование тринитротолуола // Росс. хим. журнал. 2000. Т.44. №2. С.90-98.

o

5

lo

l5

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА КАЧЕСТВО И РАЗМЕР КРИСТАЛЛОВ ТРИАМИНОТРИНИТРОБЕНЗОЛА

С.В. Сысолятин, В.Н. Сурмачёв, А.С. Дубков, Н.В. Бояринова, А.Н. Ишматов

В работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния типа растворителей и режимов кристаллизации на качество и размер кристаллов триаминотри-нитробензола. Показано, что кристаллизацию ТАТБ предпочтительно проводить в высоко-кипящих апротонных растворителях (ДМФА, ДМСО), что позволяет получать крупные кристаллы ТАТБ повышенной чистоты.

1,3,5-Триамино-2,4,6-тринитробензол, тринитрофенилентриамин (ТАТБ) - мощное термостойкое низкочувствительное ВВ.

Для проведения данного исследования

был выбран ТAТБ, полученный в ИПХЭТ СО РAH по схеме: флороглюцин - тринитрофло-рогюцин - 1,3,5-тринитро-2,4,6-триэтокси-бензол - 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитро-

СЫСОЛЯТИН С.В., СУРМАЧЕВ В.Н., ДУБКОВ А.С., БОЯРИНОВА Н.В, ИШМАТОВ А.Н.

бензол [1, 2].

Кристаллизация исходного ТАТБ проводилась в различных растворителях (таблица 1). Определение размера частиц ТАТБ проводилось на оптическом анализаторе OLYMPUS PIP 9.0. Основным критерием чистоты ТАТБ является температура разложения. Определение температуры разложения ТАТБ проводилось на дифференциально-сканирующем калориметре Mettler Toledo DSC 822е (скорость нагрева 10 °С/мин).

Определено, что проведение кристаллизации в толуоле, метаноле, этаноле приводит к получению кристаллов ТАТБ небольшого размера (5...20 мкм) с низкой температурой разложения (таблица 1).

OH

NO,

NO,

При проведении кристаллизации в высо-кокипящих апротонных растворителях (ДМФА, ДМСО) при температуре 60...80 °С происходит образование достаточно крупных кристаллов ТАТБ (таблица 1), однако, эти кристаллы представляют собой слипшиеся пластины, имеющие неправильную форму и многочисленные дефекты поверхности.

Таблица 1

Свойства кристаллизованного ТАТБ

Номер опы- Растворитель Т, °С Среднемассовый Температура раз-

та диаметр, мкм ложения, °С

1 ДМСО 60 43,17 381,35

2 ДМСО 80 56,90 384,62

3 ДМСО 100 69,77 385,63

4 ДМСО 110 87,16 386,41

5 ДМСО 120 110,35 386,73

6 ДМСО 130 99,34 387,59

7 ДМФА 60 30,11 381,65

8 ДМФА 80 33,00 380,77

9 ДМФА 100 51,39 379,91

10 ДМФА 110 50,90 380,66

11 ДМФА 120 54,30 385,86

12 ТОЛУОЛ 80 12,10 357,34

13 МЕТАНОЛ 60 10,35 364,07

14 ЭТАНОЛ 60 12,04 361,38

Рисунок 1. Диаграмма распределения кристаллов ТАТБ по размеру (образец 5)

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА КАЧЕСТВО И РАЗМЕР КРИСТАЛЛОВ

ТРИАМИНОТРИНИТРОБЕНЗОЛА

Рисунок 2. Микрофотографии кристаллов ТАТБ, образец 5 (увеличение в 400 раз)

Рисунок 3. Определение температуры разложения ТАТБ методом ДСК (образец 5)

Наиболее предпочтительным вариантом является проведение кристаллизации ТАТБ в высококипящих апротонных растворителях (ДМФА, ДМСО) при повышенной температуре (100...130 °С). Образцы ТАТБ, кристаллизованные при таких условиях, имеют высокую температуру разложения (рисунок 3), и, как следствие этого - наиболее высокое качество; характеризуются наибольшим размером кристаллов (рисунок 1). При таких режимах кристаллизации формируются кристаллы, практически, без дефектов поверхности, размерами до 200 мкм (рисунок 2).

Минимальный размер кристаллов в образце ТАТБ 5 и 10 мкм, максимальный ( 216 мкм. Частота встречаемости кристаллов величиной более 100 мкм - 4:1.

Таким образом, в результате проведённых исследований можно сделать вывод, что наиболее высокую температуру разложения, и, как следствие этого - наиболее высокое качество, имеют образцы ТАТБ, полученные

при кристаллизации в ДМСО при температуре 120...130 °С. Эти же образцы характеризуются самым большим размером кристаллов. При таком режиме кристаллизации формируются кристаллы, практически, без дефектов поверхности, размерами до 200 мкм.

При проведении кристаллизации в ДМФА, ДМСО при температуре 60.80 °С происходит образование достаточно крупных кристаллов ТАТБ, однако, эти кристаллы имеют неправильную форму и многочисленные дефекты поверхности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bellamy A.J., Golding P., Ward S.J. A new synthetic route to 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene (TATB) //Propellants, Explosives, Pyrotechnics 27, 49 - 58 (2002).

2. Bellamy A.J., Golding P., Ward S.J. GB Patent 2,355,713.