Krystalizacja i analiza 1,1-diamino-2,2-dinitroetenu (DADNE)

• Autorzy: Cudziło S. , Chyłek Z. , Diduszko R.

Warianty tytułu

EN

Crystallization and characterization of 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (DADNE)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono badania próbek DADNE otrzymanych w wyniku krystalizacji z wody, acetonu i dimetyloformamidu (DMF), oraz wyznaczono krzywą rozpuszczalności DADNE w wodzie. Krystalizację prowadzono w różnych warunkach (chłodzenie gorącego roztworu, przesycanie przez wprowadzenie innego rozpuszczalnika), a uzyskane próbki poddawano analizie termicznej TGA/DTA oraz badaniom dyfraktometrycznym. Stwierdzono, że DADNE krystalizuje w fazie a, bez względu na rodzaj użytego rozpuszczalnika i sposób przesycenia roztworu. Kryształy uzyskane w wyniku powolnego chłodzenia nasyconych roztworów zawierają zaokludowany rozpuszczalnik i charakteryzują się mniejszą gęstością i stabilnością termiczną. Najczystszy produkt został otrzymany przez wylanie gorącego roztworu DADNE w DMF do zimnej wody. Bez względu na warunki krystalizacji, ilość DADNE ulegająca rozkładowi w pierwszym etapie (podczas ogrzewania do 230°C) była prawie taka sama (29÷32%). Produkt częściowego rozkładu miał podobne (ale nie identyczne z DADNE) widmo ¹H NMR i skład pierwiastkowy. Analiza fazowa wykazała, że po częściowym rozkładzie DADNE pozostaje w trwałej powyżej 180°C fazie g(gamma), nawet po schłodzeniu próbki do temperatury otoczenia.

EN

Crystallization of DADNE from water, acetone and DMF was carried out, and the solubility curve of DADNE/water system was determined. It turned out that water can be used for DADNE crystallization and purification. Samples recrystallized under different conditions (cooling crystallization, antisolvent crystallization) were tested by means of TGA/DTA and X-ray diffraction. The results obtained have shown that DADNE crystallizes in the a(alfa)-form, regardless of the solvent type and themethod of solution supersaturation. Cooling crystallization provides crystals with solvent inclusions that are characterized by a lower density and thermal stability. The purest material was obtained by pouring hot DADNE solutions into cold water. The amount of DADNE which undergoes decomposition in the first stage (on heating up to 230°C) was almost the same (29÷32%), regardless of the crystallization conditions. The product of the partial decomposition has similar (but not identical with DADNE) ¹H NMR spectrum and elemental composition. Its XRD pattern corresponds to the g(gamma)-phase, stable at temperatures above 180°C, so that after partial decomposition, g-DADNE is stable even at room temperatures.

Słowa kluczowe

PL

1,1-diamino-2,2-dinitroeten; TG/DTA; XRD; NMR

EN

1,1-diamino-2,2-dinitroetene; TG/DTA; XRD; NMR

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 54, nr 5-6
• Strony: 5--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wykr.

Twórcy

autor

Cudziło S.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii, Chemii i Fizyki Technicznej, Instytut Chemii, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

autor

Chyłek Z.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii, Chemii i Fizyki Technicznej, Instytut Chemii, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

autor

Diduszko R.

• Przemysłowy Instytut Elektroniki, 00-241 Warszawa, ul. Długa 44/50

Bibliografia

• [1] N. Latypov, J. Bergman, A. Langlet, U. Wellmar, U. Bemm, Synthesis and reactions of 1,1-dia-mino-2,2-dinitroethylene, Tetrahedron 54, 1998, pp. 11525-11536.
• [2] N. Latypov, A. Langlet, U. Wellmar, Chemical compound suitable for use as an explosive, intermediate and method for preparing the compound, US Patent 6 312 538 B1, Nov. 6, 2001.
• [3] H. Ostmark, H. Bergman, U. Bemm, P. Goede, E. Holmgren, M. Johansson, A. Langlet, N. Latypov, A. Pettersson, M-L Pettersson, N. Wingborg, C. Vorde, H. Stenmark, L. Karlsson, M. Hihkio, 2,2-Dinitro-ethene-1,1-diamine (FOX-7) - properties, analysis and scale-up, 32nd International Annual Conference of ICT, Karlsruhe, Germany, 2001.
• [4] A. A. Astratiev, A. Dashko, D. Mershin, A. Stepanov, A. Urazgildiev, Russian Journal of Organic Chemistry, 37, 2001, pp. 729-733.
• [5] E. Holmgren, H. Carlsson, P. Goede, N. Latypov, C. Crescenzi, Characterization of FOX-7, its precursors and possible byproducts, 34th International Annual Conference of ICT, Karlsruhe, Germany, 24-27.06.2003.
• [6] B. Janzon, H. Bergman, C. Eldsater, C. Lamnevik, H. Ostmark, FOX-7 - a novel, high performance, low-vulnerability high explosive for warhead applications, 20th Internationa Symposium on Ballistcs, Orlando, FL, USA, 23-27.09.2003.
• [7] Y. N. Matyushin, G. T. Afanasev, V. P. Lebedev, M. N. Mahov, V. I. Pepekin, TATB and FOX-7: thermochemistry, performance, detonability, sensitivity, 34th International Annual Conference of ICT, Karlsruhe, Germany, 24-27.06.2003.
• [8] R. Wild, U. Teipel, Characterization and explosive properties of FOX-7, 35th International Annual Conference of ICT, Karlsruhe, Germany, 2004.
• [9] A. Gindulyte, L. Massa, L. Huang, J. Karle, Proposed mechanism of 1,1-diamino-2,2-dinitro- ethylene decomposition: A functional theory study, J. Phys. Chem. A, 103,1999, pp. 11045-11051.
• [10] N. V. Garmasheva, I. V. Chemagina, V. P. Filin, M. B. Kazakova, G. B. Loboiko, Investigation of diaminodinitroethylene, New Trends in Research of Energetic Materials, Pardubice, Czech Republic, 2004, 116-122.
• [11] U. Ticmanis, M. Kaiser, G. Pantel, I. Fuhr, U. Teipel, Kinetics and chemistry of thermal decomposition of FOX-7, 35th International Annual Conference of ICT, Karlsruhe, Germany, 2004.
• [12] P. B. Kempa, M. Herrmann, F. J. Molina Metzger, V. Thome, A. Kjellstrom, N. Latypov, Phase transitions of FOX-7 studied by X-ray diffraction and thermal analysis, 35th International Annual Conference of ICT, Karlsruhe, Germany, 2004.
• [13] H. Ostmark, A. Langlet, H. Bergman, N. Wingborg, U. Wellmar, U. Bemm, FOX-7 - a new explosive with low sensitivity and high performance, 11 th International Symposium on Detonation, Snowmass, CO, USA, 31.08-04.09.1998.
• [14] U. Teipel, I. Fuhr, K. Hartlieb, A. Kjellstrom, C. Eldsater, Crystallization of 1,1-diamino- 2,2-dinitroethylene (FOX-7), 35th International Annual Conference of ICT, Karlsruhe, Germany, 2004.
• [15] S. Cudzilo, W. Kiciński, Właściwości i otrzymywanie DADNE, Biul. WAT, 53, nr 2-3, 2004, s. 183-200.
• [16] U. Bemm, H. Ostmark, 1, 1-Diamino-2,2-dinitroethy!ene - a novel energetic material with infinite layers in two dimensions, Acta Cryst., C54, pp. 1997-1998, 1998.
• [17] R. A. Young, DBWS-9411 - an upgrade of the DBWS programs for Rietveld Refinement with PC and mainframe computers, J. Appl. Cryst., Vol. 28, 1995, 366-7.