Synthese von Guanidinnitrat [506-93-4]

Guanidinnitrat [506-93-4-A]            CH6N4O3

Gefahrenhinweis: Es wird dringend abgeraten dieses Verfahren zu verwenden, um Guanidinnitrat herzustellen. Mischungen von Ammoniumnitrat und organischen Materialien, nicht wesentlich anders als die Mischung in der Syntheseanleitung werden nun weitgehend als kommerzielle Sprengstoffe verwendet. Nur wenige Labore, die Sprengstoff-Forschung betreiben, haben die benötigten Schutzvorkehrungen, um diese Synthese gefahrlos durchzuführen.

Durchführung: In einen 1-l-Rundkolben werden 210 g Dicyandiamid und 440 g Ammoniumnitrat gefüllt. Der Rundkolben wird in ein 110-120 C heißes Ölbad gestellt und die Temperatur des Öls wird über eineinhalb Stunden auf 160 C erhöht. Die Temperatur des Ölbads wird über drei Stunden auf 160 C belassen. Während der ersten Stunde schmilzt die Masse zu einer klaren Flüssigkeit, in der sich Kristalle bilden bis die Flüssigkeit zu einem festen Kristallkuchen wird. Wenn die geschmolzene Masse 160 C erreicht, steigt ihre Temperatur im allgemeienen auf 200 C während der ersten 5-6 Minuten. Die Masse sollte während des gesamten Vorgangs nicht gerührt werden, da sonst die Tempertur weiter steigen kann. Nach den drei Stunden wird der Rundkolben auf dem Ölbad genommen; man läßt das Produkt abkühlen und extrahiert es aufeinanderfolgend mit insgesamt 2 l Wasser auf einem Dampfbad. Es ist notwendig, so viel lösliches Material wie möglich in Lösung zu bringen. Die Lösung wird filtiert um alle unlöslichen Bestandteile abzutrennen. Die Lösung wird auf 1 l eingeengt und das auskristallisierende Guanidinnitrat abfiltriert. Danach wird weiter auf 250 ml eingeengt und wieder abfiltriert. Die Ausbeute an rohem Guanidinnitrat beträgt insgesamt 520-560 g (85-92% des theoretischen Werts). Das Produkt kann durch Umkristallisieren aus 1 l Wasser gereinigt werden. Diese Flüssigkeit kann nach dem Abfiltrieren des Guanidinnitrats ebenfalls auf 250 ml eingeengt und die Krisatlle abgetrennt werden. Die Ausbeute an umkristallisiertem Guanidinnitrat (Schmelzpunkt zwischen 213-214 C) beträgt 500-520 g.

Übersetzt aus: Organic Syntheses
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Letzte Aktualisierung: 19/09/11

Guanidinnitrat [506-93-4-B]            CH6N4O3

In einem säure- und hitzebeständigem 4-l-Behältnis löst man 500 g Guanidincarbonat in 1000 ml destilliertem Wasser auf. Da dieser Vorgang leicht exotherm ist, sollte im Wasserbad gekühlt werden. Anschließend gibt man in kleinen Portionen kalte, halbkonzentrierte Salpetersäure hinzu. Es muss darauf geachtet werden, dass nicht zu viel Säure auf einmal hinzugegeben wird, da die Lösung sonst stark aufschäumt und über den Rand des Gefäßes treten kann. Die Lösung wird dabei weiterhin im Wasserbad gekühlt. Dies ist hier insofern nötig, da sich die Salpetersäure bei höheren Temperaturen zu Stickoxiden zersetzt und die Kohlenstoffdioxid-Bildung heftiger ist. Der pH-Wert der Lösung wird ständig kontrolliert; schlägt dieser in den sauren Bereich über und bleibt die Kohlenstoffdioxid-Bildung bei Zugabe von weiterer Säure aus, so kann die Säurezugabe beendet werden. Insgesamt werden ungefähr 660 ml 53%-iger Salpetersäure benötigt. Dieser Wert bezieht sich auf wasserfreies Guanidincarbonat; bei der Verwendung von Hydraten ist die Menge der benötigten Säure pro Gramm Guanidincarbonat geringer. Ungelöste Guanidincarbonat-Klumpen können die Lösung im Nachhinein noch alkalisch werden lassen, daher sollte man darauf achten, dass sich diese vollständig aufgelöst haben. Die klare Lösung wird bei guter Durchlüftung bis zum Sieden erhitzt. Man engt die Lösung bis auf ein Viertel ihres ursprünglichen Volumens ein. Nach einem 12 stündigem Stehenlassen fallen die Guanidinkristalle aus und werden abfiltiert. Eine weitere Einengung ist möglich. Nach zweitägigem Trocknen an der Luft sollten die Kristalle mit Silicagel getocknet werden.

Beschreibung: Guanidinnitrat bildet farblose Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 217 C. Es ist gut löslich in Wasser (46,4 g/l bei Zimmertemperatur) und Alkohol. Guanidinnitrat ist ein explosionsfähiger Stoff mit vergleichbaren Eigenschaften wie Ammoniumnitrat. Während des Zweiten Weltkriegs wurde es aus Rohstoffmangel zusammen mit Ammoniumnitrat und Zusätzen von Hexogen in schmelzbaren Mischungen verwendet. Heutzutage dient es überwiegend als Ausgangsstoff für die Synthese von Nitroguanidin.

Quelle d. Synthese: Die Angaben beruhen auf den empirischen Erkenntnissen eines Autoren dieser Sammlung. Die Richtigkeit der Angaben wurde experimentell überprüft.
Quelle d. Beschreibung: Explosivstoffe Urbanski, Band II
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Letzte Aktualisierung: 08/11/04

Andere Bezeichnungen: Guanidiniumnitrat; Guanidinsalpeter