AN T E C E D EN T E S

5. Esta invención se refiere a un método de fabricación de

3-nitro-1, 2, 4-triazol-5~ona (NTO) . NTO . es un explosivo que - presenta reducida sensibilidad al impacto y a la onda de cho que, tal como se describe en la Patente USA 4733610. la sus¬ titución de todo o parte de los explosivos, comunmente utili- 10. zados, tales como RDX, HMX y TNT por NTO en sus composicio — nes explosivas conduce a una disminución en la vulnerabil — dad, tal como se describe en la Patente Francesa 2584066. las composiciones que contienen NTO son, por tanto, más seguras y con un alto grado de insensibilidad, resistentes a 15. las iniciaciones por simpatía o accidentales. la preparación de NTO se describe por G.I. Chipen, R.P. Bo alder V. Ya. Grinsiitein en Khim. Getero Soed. 2, 110 ( 1.966) . los materiales de partida utilizados para esta síntesis 20. son el hicrocloruro de semicarbazida y el ácido fórmico ara rendir el intermedio 1, 2, 4-triazol-3-ona que se nitra a con¬ tinuación con ácido nítrico .

EL primer paso de este proceso rinde, j unto con la tria zolona, cantidades considerables de ácido clorhídrico, de — 25. acuerdo a la reacción:

+HC1+2H ₂ 0

De esta forma, cada kilogramo de hidrocloruro de semicar bazida produce 0,32 kg. de cloruro de hidrógeno. Este es un gas altamente tóxico y corrosivo que necesita tratarse ade— 35. cuadamente. las partes metálicas de los equipos sufren el —

HOJA SUSTI TU I DA

ataque de este gas, que los puede dejar inutilizables des pues de pocas operaciones.

De acuerdo con esto, un objetivo de la presente inven— ción es un método para fabricar NTO, en el que se evita el - 5. desprendimiento de cloruro de hidrógeno.

Otro objetivo de la presente invención es proveer un — procedimiento de fabricación de NTO, en equipos est ndar, — utilizados generalmente en los procesos de nitración para la fabricación de altos explosivos.

10.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Nuestra invención incluye un procedimiento para la fa — bricación de NTO, a partir de semicarbazida base libre, de - 15. acuerdo al esquema 1.

H ₂ N-C0-NH-NH ₂ + HC00H ^R0H > H ₂ N-C0-NH-NH-CH0+H ₂ 0

(1) (2)

20.

25. (4) (3)

La semicarba-záda utilizada para esta síntesis puede pr¿ 30. pararse a partir de una modificación del procedimiento des — crito por T. Curtius y E. Heidenreich en Ber. Deuth. Chem. - Ges. 27» 5 (1984) (Prep. Org. Che . Ed. John Willey & Sons 1972).

La reacción de la semicarbazida (1 ) con ácido fórmico - 35. en un disolvente apropiado rinde formilsemicarbazida (2) . El

HOJA SUSTITU I DA

disolvente utilizado es un alcohol alif ático de bajo peso £ lecular, siendo el etanol el preferido . La reacción tiene lu gar a reflujo y la relación molar se icarbazi da/ácido fórmi¬ co puede estar comprendida entre 1 : 1 y 1 : 10, siendo 1 : 4 la - 5. preferida.

Una vez completada la reacción el matraz se enfría a — ϊ 15-202 C. La foimilsemicarbazida cristaliza y se filtra. El - rendimiento se mejora si se destilan los excesos de ácido — fóimico y etanol. 10. A continuación la fo-πnilsemicarbazida (2 ) se cicla a —

1, 2, 4-triazol-3-ona (3) mediante calefacción en un di solven¬ te apropiado, tal como el ácido fórmico . La ciclación puede también llevarse a cabo sin disolvente, pero en este caso — los rendimientos en triazolona son más bajos. 15. -Finalmente la nitración de la triazolona con ácido ni — trico del 98 conduce a 3-nitro-1, 2, 4-triazol-5-ona (4) .

Los siguientes ejemplos ilustran, pero no limitan, la - presente invención.

20. 1. PREPARACIÓN DE SEMICARBAZIDA

Una mezcla de 30 g de Hidrato de Hi drazina al 100$ - con 30, 1 g de urea se calienta a 110 C durante 4 horas. Después se enfrian, se añaden 100 mi . de etanol absoluto 25. con agitación. Después de dejar en reposo toda la noche, se separa por filtración un sólido blanco. Este pro ducto funde a 94 ^S C y después de recristalizar con alcohol metí¬ lico o etílico el punto de fusión sube a 96-97 ² C.

30. 2. PREPARACIÓN DE TRIAZ0L0NA

Ej emplo 1

Una mezcla de 47 g de semicarbazida ( 1 ) y 115 g de - 35. áci do fóimico del 98$ y 200 mi. de etanol se calienta a -

HOJA SU STITU I DA

reflujo durante dos horas y a continuación el exceso de - ácido fórmico y etanol se destilan. Cristalizan 58 g de - sólido blanco que se caracteriza como formilsemicarbazida (2), con punto de fusión 129-1302 C. 5. Se disuelve en 150 mi de ácido fórmico y se calienta a reflujo durante 2 horas. El exceso de ácido fór-nico se destila, obteniéndose 25 g de un sólido blanco, cuyo com¬ ponente mayo ri tari o es 1, 2, 4-triazol-3-ona (3) .

Este producto se nitra sin ulterior purificación. 10.

Ejemplo 2

Una mezcla de 20 g de semicarbazida (1 ), 12, 3 g de - ácido fórmico y 50 mi de etanol se calientan a reflujo d _j i rante 4 horas. Después de enfriar 13, 88 g de sólido cris- 15. talizan, que se separan por filtración. Este sólido se ca racteriza como formilsemicarbazida (2) . Se disuelve en 35 mi de ácido fornico y se calienta a reflujo durante dos - horas. El exceso de ácido fórmico se destila y se obtie¬ nen 6 g de sólido blanco. Este producto se nitra sin ulte 20. rior purificación.

Ejemplo 3

10 g de for ilsemicarbazida (2), preparada como se - describe en el ejemplo 1, se calienta a 150--C durante 1 -

25. hora. Después de enfriar 4 g de un producto blanco que — contiene triazolona se aislan y se nitran sin ulterior pu rificación.

3. NITRACI0N

30. En un matraz que contiene 32 mi de ácido nítrico' del 98$ de riqueza inmerso en un baño de agua a 102C, 25 g de la triazolona, preparada como se describe en los ejemplos anteriores, se añade en porciones durante 30 minutos. Una vez finalizada la adición la mezcla se calienta a 45 ⁹ C.

35. Se desprenden vapores nitrosos.

H OJ A SUSTITU I DA

A continuación, una vez enfriado, se añaden 32 mi de agua. La cristalización tiene lugar y el sólido se separa por filtración y se lava con agua fria. Una vez seco el - producto pesa 16, 25 g de NTO, que se identifica por espe£ 5. troscopia infrarroja, ^C-RMN y análisis elemental. La ca lorimetría diferencial de barrido (DSC), muestra un pico de descomposición a 276SC.

10.

HOJA SUSTITUIDA