Tối ưu hóa các thông số tổng hợp và phân tích một số đặc trưng của 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene
125 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.94.2024.70-77Từ khóa:
FOX-7; 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene; Tổng hợp; Tối ưu hóa.Tóm tắt
2,2-Dinitroethene-1,1-diamine (FOX-7) là chất nổ kém nhạy thích hợp cho các ứng dụng trong vật liệu năng lượng. FOX-7 có thể được tổng hợp bằng cách nitro hóa và thủy phân các tiền chất dị vòng từ 2-methylimidazole-4,5-dione (MID) hoặc 2-methylpyrimidine-4,6-diol (MPD). Tuy nhiên, có rất ít thông tin về các thông số tổng hợp tối ưu của FOX-7 trong quá trình sản xuất từ MPD. Trong nghiên cứu này, phương pháp thiết kế thử nghiệm của Taguchi đã được sử dụng để cải thiện hơn nữa hiệu suất của FOX-7. Kiểm chứng kết quả cho thấy các thông số tổng hợp tối ưu như sau: tỷ lệ mol HNO3/MPD là 8, thời gian phản ứng là 180 phút và nhiệt độ phản ứng là 15 °C; hiệu suất thu được của FOX-7 có thể đạt 79,14%. Ngoài ra, FOX-7 được xác định và phân tích bằng quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), quang phổ hồng ngoại (FTIR), phổ Raman và nhiễu xạ tia X (PXRD).
Tài liệu tham khảo
[1]. Anniyappan, M., et al., "Review on advanced energetic materials for insensitive munition formulations". Combustion, Explosion, Shock Waves. Vol. 56, pp. 495-519, (2020). DOI: https://doi.org/10.1134/S0010508220050019
[2]. Latypov, N.V., et al., "Synthesis and reactions of 1, 1-diamino-2, 2-dinitroethylene". Tetrahedron. Vol. 54, No. 38, pp. 11525-11536, (1998). DOI: https://doi.org/10.1016/S0040-4020(98)00673-5
[3]. Bemm, U. and H. Östmark, "1, 1-Diamino-2, 2-dinitroethylene: a novel energetic material with infinite layers in two dimensions". Acta Crystallographica Section C: Crystal Structure Communications. Vol. 54, No. 12, pp. 1997-1999, (1998). DOI: https://doi.org/10.1107/S0108270198007987
[4]. Latypov, N., A. Langlet, and U. Wellmar, "Chemical compound suitable for use as an explosive, intermediate and method for preparing the compound", Google Patents, (2001).
[5]. Yuan, W.-S., et al., "Raman spectra and vibrational properties of FOX-7 under pressure and temperature: First-principles calculations". Spectrochimica Acta Part A: Molecular Biomolecular Spectroscopy. Vol. 293, pp. 122489, (2023). DOI: https://doi.org/10.1016/j.saa.2023.122489
[6]. Hervé, G. and G. Jacob, "Novel illustrations of the specific reactivity of 1, 1-diamino-2, 2-dinitroethene (DADNE) leading to new unexpected compounds". Tetrahedron. Vol. 63, No. 4, pp. 953-959, (2007). DOI: https://doi.org/10.1016/j.tet.2006.11.031
[7]. Šimková, L., et al., "Electrochemical investigation of 2, 2-dinitroethene-1, 1-diamine (FOX-7) in aqueous media". Journal of Solid State Electrochemistry. Vol. 15, pp. 2133-2139, (2011). DOI: https://doi.org/10.1007/s10008-011-1533-2
[8]. Astrat'ev, A.A., et al., "Some Specific Features of Acid Nitration of 2-Substituted 4,6-Dihydroxypyrimidines. Nucleophilic Cleavage of the Nitration Products". Russian Journal of Organic Chemistry. Vol. 37, No. 5, pp. 729-733, (2001). DOI: https://doi.org/10.1002/chin.200151070
[9]. Latypov, N.V., et al., "On the synthesis of 1, 1-diamino-2, 2-dinitroethene (FOX-7) by nitration of 4, 6-dihydroxy-2-methylpyrimidine". Organic process research development. Vol. 11, No. 1, pp. 56-59, (2007). DOI: https://doi.org/10.1021/op068010t
[10]. Chung, K., E. Goh, and J. Cho. Synthetic modification and scale-up process for 1, 1-diamino--2, 2-dinitroethene (FOX-7). in 36th International Annual Conference of ICT, Karlsruhe, Germany. (2005).
[11]. Chylek, Z., et al., "New trends in research of energetic materials-Proceedings of the VIII Seminar". Pardubice, Czech Republic. Vol. 207, No. (2005).
[12]. Taguchi, S., "Taguchi Methods and QFD: Hows and Whys for Management". American Supplier Institute, Michigan. Vol. No., pp. 1, (1987).
[13]. Viswanath, D.S., T.K. Ghosh, and V.M. Boddu, "Emerging energetic materials: Synthesis, physicochemical, and detonation properties". Springer (2018). DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-024-1201-7
[14]. Dreger, Z.A., Y. Tao, and Y.M. Gupta, "High-pressure vibrational and polymorphic response of 1, 1-diamino-2, 2-dinitroethene single crystals: Raman spectroscopy". The Journal of Physical Chemistry A. Vol. 118, No. 27, pp. 5002-5012, (2014). DOI: https://doi.org/10.1021/jp5052062
