![]() |
|
Главная --> Справочник терминов Азотноватого ангидрида Соли гуанидина находят ограниченное применение в производстве взрывчатых веществ. Недавно много внимания уделялось нитрогуани-дину как составной части взрывчатых смесей. Его можно приготовлять из азотнокислого гуанидина, обрабатывая последний серной кислотой. Фильтрат содержит азотнокислый гуанидин вместе с небольшим количеством азотнокислого аммония и весьма малым количеством циангуанидина и азотнокислого бигуанида (примечание 6). Раствор упаривают до 1 л и выкристаллизовавшийся по охлаждении азотнокислый гуанидин отсасывают. При упаривании фильтрата до 250 мл (примечание 7) получают вторую порцию кристаллов. Общий выход сырого азотнокислого гуанидина составляет 520—560 г (85—92% теоретич.). Продукт может быть очищен перекристаллизацией из 1 л воды (примечание 8), причем вторую порцию кристаллов выделяют, упаривая маточный раствор до 250 мл. Выход перекристаллизованного азотнокислого гуанидина с т. пл. 213—214° составляет 500—520 г (примечание 9). 8. Спирт является удовлетворительным растворителем для азотнокислого гуанидина, но не имеет никаких преимуществ перед водой. Насыщенный водный раствор азотнокислого гуанидина содержит его при 15° около 10%. Соли гуанидина могут быть получены: нагреванием роданистого аммония г, омылением циангуанидина кислотами 2, причем получается 1 мол. соли гуанидина; действием солей аммония на циангуанидин3, в результате чего получаются 2 мол. соли гуанидина. Азотнокислую соль можно получить из роданистой действием азотной кислоты 4 или превращением в сульфат и действием азотнокислого кальция 5. Азотнокислая соль гуанидина получается также при нагревании азотнокислого аммония с цианамидом кальция в. Имеется детальное исследование по получению азотнокислого гуанидина с хорошим выходом из дициандиамида и азотнокислого аммония 7. К 500 мл (примечание 1) концентрированной серной кислоты уд. веса 1,84, предварительно охлажденной смесью соли и льда, добавляют небольшими порциями, перемешивая массу от руки, 560 г сырого (примечание 2) азотнокислого гуанидина (полученного из 210 г циангуанидина, как это описано на стр. 176). Во время прибавления гуанидина температуре реакционной массы не дают подниматься выше 20°. По прибавлении всего азотнокислого гуанидина молокообразную смесь оставляют стоять при комнатной температуре, часто перемешивая, пока не растворятся все кристаллы и жидкость не станет однородной (примечание 3). Тогда ее выливают при помешивании в 6 л смеси колотого льда с водою. Выпавший нитрогуанидин отсасывают, промывают до полного удаления кислоты и перекристаллизовывают из возможно меньшего количества (4 — 5 л) кипящей воды (примечание 4). Выход (примечание 5): 380 — 390 г (73 — 75% теоретич., считая на циангуанидин). Продукт ллавится с разложением около 232° (примечание 6). 5. При применении чистого азотнокислого гуанидина получается выход, как было найдено при проверке, 85—90%. Синтез азотнокислого гуанидина был впервые осуществлен взаимодействием роданистого аммония с аммонием азотнокислым [1]. Имеется указание, что в процессе нагревания компонентов произошел сильный взрыв [2]. Позднее практическое значение приобрел способ получения азотнокислого гуанидина сухим сплавлением дициандиамида с азотнокислым аммонием при температуре 120—160° [3, 4, 5]. Реакция экзотермична, л температура самопроизвольно повышается до 190° [6]. При :<той температуре уже возможен взрыв азотнокислого аммония Опасность взрыва возрастает, когда азотнокислый аммоний находится совместно с азотнокислым гуанидином и дициан-диамидом. В основу нашего исследования был положен метод получения азотнокислого гуанидина сплавлением цианамида кальция с азотнокислым аммонием. СИНТЕЗ АЗОТНОКИСЛОГО ГУАНИДИНА Полученный раствор азотнокислого гуанидина отфильтровывают, шлам промывают три раза по 50 мл горячей (95°) воды. Первую промывную воду присоединяют к основному фильтрату (см. примечание 4). Фильтрат (~1100 мл} оставляют на два часа при комнатной температуре, затем охлаждают в ледяной воде до 2—3° и для более полной кристаллизации, выдерживают при этой температуре 1 час. Выкристаллизовавшийся в вице белых игл азотнокислый гуанидин отфильтровывают, возможно тщательнее отжимают (см. примечание 5) и сушат при температуре 80—90° (не выше). Выход 128—135 г азотнокислого гуанидина, содержащего 90—92% основного вещества (см. примечание 6), что составляет 65—68% теории, считая на цианамид кальция, т. пл. 205—206°, плавится в пределах не более 1°. (По литературным данным, т. пл. 215° [10]). При взаимодействии азотноватого ангидрида или азотистого ангидрида с ненасыщенными углеводородами обычно образуются соединения, аналогичные нитрозохлоридам. Азотноватый .ангидрид присоединяется к ненасыщенным соединениям с образованием нитрозатов (I), а азотистый ангидрид образует нитро-зиты (II) Наиболее важными реакциями присоединения к олефипам радикалов, имеющих пестренный электрон у атома азота, является присоединение азотноватого ангидрида и питрилхлорида. Возможно, что реакции азотистого ангидрида с олефинами имеют гомоли-тичеекий характер [348], но данные, которыми мы располагаем, позволяют предположить, что азотный ангидрид реагирует по ионному механизму [3491, и, как правило, также реагирует и питрозилхлорид. Недавно проведенные исследования показывают, однако, что присоединение нитрозилхлорида к фторированным олефипам протекает по свободпорадикальному механизму 13501. Имеются лишь скудные данные о присоединении аминорадикалов к двойным связям олефипов [351]. Реакции азотноватого ангидрида с олефинами и ацетиленами изучались в течение многих лет, но только после работ Леви, Скайфа и их сотрудников [352-- 3541 в 1940 г. появилась возможность регулировать эти реакции и выделять продукты с хорошими выходами. В более ранних работах обычно возникали нестойкие твердые вещества или маслянистые жидкости, выделить из которых чистые соединения было трудно, а иногда и невозможно. Данные, полученные ранее, часто противоречивы, и при их обсуждении возникает ряд вопросов относительно природы и чистоты примененных окислов азота. Номенклатура я то время такж^ еще не установилась. Кроме тою, многие продукты реакции представляли собой нестойкие соединения, поэтому анализы часто не могли дать сведений о строении, и многие толковании и выводы в этих работах следует считать сомнительными. Рибвдмср [355] опубликовал обзор реакций азотноватого ангидрида вплоть до 1945 г. Принимая во внимание этот обзор, а также замечания, сделанные выше о более ранней литературе по этому вопросу, ниже будут рассмотрены и суммированы в таблицах те работы, которые опубликованы после 1945 г. [360J, обризонапие нормальных аддуктов подалляется и образуются продукты, которые можно было бы ожидать в результате взаимодействия р-нитроалькильного радикала с переносчиком цепи. Присоединение азотноватого ангидрида протекает стереоизби-рателыю с целым рядом олефшюн. Из циклогсксепа и цик.попсн-тена образуются как цис-, так и трснс-нитронитритные аддукты, причем преобладают т;.ш«с-изомеры (58% и 84% соотнетстлешю). 1-Метилциклогс.м<схч1 дает исключительно /я/щнс-1-мети.п-2-штро-циклогексилнитрит [358J. Аналогично из 9,10-окталипа получается только траие-9,10-динитродекалин, и главная атака па нор-борнилен направлена в экзо-цие-положсние [361]. Область применения реакции. По-видимому, нет явпыл ограничений и отношении природы олефина, который может лступать в реакцию с азотноватым ангидридом, образуя дипитронддукты и нитронитриты. Имеются данные о присоединении к ациклическим олефипам с копцеюй и с внутренней двойной связью, к пол ига ло-пмштилинам, циклическим олефинам, сопряженным олефипам (например, к стиролу и бутадиену), а также к и, {J-непредельным сложным эфирам. В реакции с фторэтиленами получаются только дипитроаддукты [364, 3651. В жестких условиях оказалось возможным образование тетрапитроалканон путем присоединении азотноватого ангидрида к 2,3-динитробутепу-2 и 3,4-динитрогексепу-З [3G6J. Реакция присоединения к двузамещенпым ацетиленам про- Применение кислорода в качестве газа-носителя в реакциях присоединения чстырсхокиси азота оказывает на течение реакции различное влияние п зависимости от того, какой олефип подвергается нитрованию. В случае простыл алкенов с концевой двойной связью кислород препятствует восстйнонлиипо четьфкхокиси а:юта до трсхокиси 1352, 354] и, таким образом, позволяет получить менее сложную смесь продуктов реакции. Еще одно отчетливо проявляющееся действие кислорода — это увеличение количества образующегося ьитронитрата за счет нитронитрита. Однако в случае большинства других олефинов, в том числе камфена [3701, аллилбепзола [3711, стильбспа [363] и стирола [359], применение смеси азотноватого ангидрида и кислорода приводит к продуктам реакции, отличающимся от тех, которые получаются в отсутствие кислорода. Сяильбен реагирует с азотноватым ангидридом в эфире в отсутствие кислорода с образованием после гидролиза смеси 1,2-дипитро-1,2-дифенилэтапа (53%) и 1-окси-2-питрс>1,2-дифепшь этапа (23%). В присутствии кислорода дипитроаддукт не обнаружен, однако был получен с выходом 25% 1-нитро-2-нитрато-1,2-дифетшлэтан и с пыходом 24% - а-питро-сс-фенилацетофеноп и, кроме того, около 30% 1-окси-2-нитро-1,2-дифенилэтапа [363]. Подобные результаты были получены и в случае других упомянутых ныше олефипов. Было высказано предположение, что влияние кислорода в этих примерах может быть обусловлено его реакцией с относительно устойчивыми промежуточными нитроалкильиыми радикалами с образованием а-нитрогшроксирадикалов или а-нитро-пероксшштратов [359, 363]. Присоединение азотноватого ангидрида к диэтиловому эфиру мал ей повой кислоты в присутствии или в отсутствие растворителя приводит, по имеющимся данным, к образованию как быс-нитрита, так и цитронитрита 13721. О возникновении быс-нитрита судили по выделению винной кислоты после гидролиза. Это единственное доказательство образования бшжитрита. Экспериментальные условия. Условия, разработанные Леви и его сотрудниками [352—3541 для реакции олефинов с азотноватым ангидридом и для выделения продуктов этой реакции, заключаются в использовании чистого азотноватого ангидрида, превращении нестойкого нитропитрита (до его выделения) в устойчивый иитроспирт и в применении в качестве растворителя простых или сложных эфиров, которые понижают окислительную активность азотноватого ангидрида. Эти условия, которые позволяют преодолеть многие из тех затруднений, с которыми пришлось встретигься в ранних исследованиях, получили широкое распространение. Обычно очень важно поддерживать температуру около 25°; отрицательное влияние трехокиси а.чота (которая легко образуется из азотноватого ангидрида) можно предотвратить, еспи прибавлять к азотноватому ангидриду небольшое количество кислорода. Олефипы медленно прибавляют к чистому азотноватому ангидриду или (предпочтительнее) к концентрированному раствору азотноватого ангидрида в диэтиловом эфире или в каком-либо сложном эфире при температуре от —10 до 25". В этих условиях присоединение азотноватого ангидрида по двойной связи происходит с образованием только динитроалкапа и нитронитрита. В присутствии кислорода Б какой-то степени происходит окисление последнего до питронитрата. Весьма важно превратить очень нестойкий питропитрит в питроспирт путем обработки его холодной водой или метанолом до выделения продуктов реакции. Если этого не сделать, то почти неизбежно происходит бурное разложение реакционной смеси во время удаления растворителя. ![]() Агрегатном состоянии Акцептора хлористого Акцепторные заместители Акцепторное взаимодействие Акцептором хлористого |
- |