سنتز CL-20از طريق نيتراسيون TADFIW، در حضور كاتاليزگرهاي غير همگن هترو پلي اسيد

Synthesis of CL-20 by Nitration of TADFIW in the Presence of Heteropolyacids as Heterogeneous Catalysts

هگزا نيترو هگزا آزا ايزوورتزيتان (CL-20 يا HNIW )، يك ماده پر انرژي، با ساختار قفسي مي باشد كه به عنوان قوي‌ترين ماده منفجره غير هسته اي شناخته شده است. اين تركيب معمولاً از نيتراسيون 12،8،6،2- تترا استيل-10،4- دي فرميل-12،10،8،6،4،2- هگزا آزا ايزوورتزيتان (TADFIW )، توسط مخلوط نيتريك اسيد و سولفوريك اسيد، تهيه مي شود. در واكنش-هاي زيادي از هتروپلي اسيد ها (HPAs ) به عنوان كاتاليست هايي موثر و تميز استفاده شده است. در اين تحقيق، از اين اسيد ها به عنوان فعال كننده نيتريك اسيد، در فرآيند نيتراسيون، استفاده شد و CL-20 با بهره 93% و خلوص بسيار بالا در دماي ?C 70 و زمان 5/2 ساعت تهيه گرديد. استفاده از هترو پلي اسيد ها به جاي سولفوريك اسيد، مشكلات استفاده از اسيد سولفوريك را به طور كامل رفع مي كند. همچنين در اين تحقيق تاثير دماي واكنش، زمان و ديگر فاكتورها نيز بر بازده سنتز CL-20 مورد ارزيابي قرار گرفت. ساختار و خلوص تركيبات با استفاده از آناليز عنصري، IR و1HNMR مورد تاييد قرار گرفت.

Hexanitrohexaazaisowurtzitane (HNIW or Cl-20) is a high-energetic material with a cage structure. It is considered as the most powerful explosive. It is usually prepared via nitration of precursors with concentrated nitric and sulfuric acids. Herein, the usage of an efficient catalyst affording mild reaction condition for nitration of 2, 6, 8, 12-tetraacetyl-4, 10-diformyl-2, 4, 6, 8, 10, 12-hexaazaisowurtzitane (TADFIW) is reported. It has been well documented that heteropolyacids (HPAs) are an efficient and green catalysts. So here it is used as nitric acid activator. This strategy gave a milder condition for nitration reaction. Also the reactions can be carry out in a reasonably lower temperature. Using a new nitrating agents, concentrated sulfuric acid was eliminated from the reaction conditions. Meanwhile, the effect of the reaction temperature, time and other factors on the yield was investigated. The structure and purity of the compounds were characterized by elemental analysis, HPLC, IR and 1HNMR.