سنتز نرم‌كننده پرانرژي N- بوتيل-N - (2- نيتروكسي اتيل) نيترآمين (بوتيل ننا) در حضور مايعات يوني اسيدي قابل بازيافت

Synthesis of Energetic Plasticizer, N-Butyl-N-(2-Nitroxyethyl) Nitramine (BuNENA), in the Presence of Reusable Acidic Ionic Liquids

استفاده از نرم‌كننده پرانرژي N- بوتيل-N- (2- نيتروكسي اتيل) نيترآمين (بوتيل ننا) در ساختار پيشرانه ها داراي مزايايي از جمله عدم مهاجرت، پايداري حرارتي بالا، حساسيت پايين فرمولاسيون، بهبود خواص مكانيكي و افزايش ايمپالس به دليل پايين بودن وزن مولكولي گازهاي حاصل از احتراق است. در اين مطالعه دو نوع مايع يوني اسيدي [(Ph)3P(CH2)4 SO3H][PTSA]) و [(Ph)3P(CH2)4 SO3H][HSO4] ( سنتز و شناسايي شدند و به عنوان كاتاليزورهاي سبز و قابل بازيافت در سنتز نرم‌كننده پرانرژي بوتيل ننا مورد استفاده قرار گرفتند. اين كاتاليزورها در حضور اسيد نيتريك 65% و يا اسيد نيتريك 100% به خوبي واكنش تهيه بوتيل ننا از طريق نيتراسيون n- بوتيل اتانول آمين را كاتاليز كرده‌اند. بازده سنتز بوتيل ننا توسط اسيد نيتريك 100% در حضور كاتاليزور مايع يوني [(Ph)3P(CH2)4SO3H][HSO4] بالاتر بود. استفاده از اين مايعات يوني در سنتز بوتيل ننا با مزايايي همچون راندمان بالاي توليد محصول (تا 89 درصد با استفاده از اسيد نيتريك غليظ)، زمان كوتاه واكنش (2-3 ساعت)، به‌كارگيري كاتاليزور سبز، غير سمي و غير خورنده، قابليت بازيابي و استفاده مجدد از كاتاليزور و نهايتاً صرفه اقتصادي همراه است.

Use of N-butyl-N-(2-nitroxyethyl) nitramine (BuNENA) as energetic plactisizer in the propellants’ formulations, has some advantages such as no migration, high thermal stability, low sensitivity of the propellant formulation, mechanical properties improvement and raising the impulse due to the low molecular weight of combustion gases. In this study, two acidic ionic liquids ([(Ph)3P(CH2)4SO3H][PTSA] and [(Ph)3P(CH2)4SO3H][HSO4]) were synthesized, characterized and used in the synthesis of BuNENA energetic plasticizer, as green and reusable catalysts. These catalysts have efficiently catalyzed the synthesis reaction of BuNENA via the nitration of n-butyl ethanol amine in the presence of nitric acid 65% or nitric acid 100%. The highest yield achieved with nitric acid 100%, in the presence of [(Ph)3P(CH2)4SO3H][HSO4]. Use of these ionic liquids in the synthesis of BuNENA has some benefits such as high yield of the product (up to 89% with nitric acid 100%), short reaction times (2-3h), use of green, non- corrosive, non- toxic and reusable catalyst and finally economic procedure.