一種低溫合成二氧化硫脲的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明介紹了一種低溫合成二氧化硫脲的方法，該技術(shù)屬于有機(jī)合成領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 二氧化硫脲（Thioureadioxide)簡稱TD，是一種新型高效有機(jī)還原劑。具有熱穩(wěn) 定性能好、還原能力強(qiáng)、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)。二氧化硫脲的用途廣泛。除用于無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域 作各種金屬離子的還原劑外，由于其還原能力比保險粉強(qiáng)，穩(wěn)定性好，運(yùn)輸、貯存和使用均 比較方便、安全，不像保險粉那樣容易分解和自燃，在印染和漂白工業(yè)中已成為保險粉的替 代品。又因二氧化硫脲還原電位最高可達(dá)1230mv，具有優(yōu)良的還原能力，除在紡織印染外， 近年來有機(jī)合成和分析中的應(yīng)用亦有所發(fā)展，并在制藥、造紙、高分子和照相材料工業(yè)中有 著廣泛的應(yīng)用。
[0003] 二氧化硫脲是由Barentt在1910年首先合成，但工業(yè)化生產(chǎn)遲至1967年才在 日本實(shí)現(xiàn)，以后美、英、蘇等國相繼投產(chǎn)，TD的收率目前已達(dá)到87 %以上。我國自80年 代初開始I'D的研制生產(chǎn)，我國TD平均收率僅為75%，目前也只能達(dá)到80-85%左右。目 前國內(nèi)外對二氧化硫脲的合成工藝進(jìn)行了大量的研究，CN200310112782、CN03116612. 1、 CN200810141021、CN200810160132. 5、US2783272、US3355486 等都進(jìn)行過二氧化硫脲合成的 工藝報(bào)道，但普遍存在產(chǎn)率低，效率不高，連續(xù)化生產(chǎn)一直未能實(shí)現(xiàn)。
[0004] 在整個反應(yīng)過程中，硫脲在水溶液中存在如下平衡狀態(tài)：
主要反應(yīng)分為兩步，第一步是硫脲被氧化成甲脒化二硫，
此步的反應(yīng)速度很快；第二步是甲脒化二硫被進(jìn)一步氧化為二氧化硫脲，
這一步反應(yīng)速度較慢，催化劑的加入提供更多的活性位點(diǎn)使得反應(yīng)速率加快，減少了 此步的反應(yīng)時間。但是雙氧水的滴加會造成局部過度氧化，增加了副反應(yīng)的發(fā)生，同時二氧 化硫脲在母液中的溶解也會造成產(chǎn)品的浪費(fèi)，使得反應(yīng)收率降低，增加了制備成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對目前二氧化硫脲收率較低的問題，通過在反應(yīng)體系中加入分散劑，以 此來增加產(chǎn)品的分散性，使產(chǎn)品從母液中快速析出，減少了副反應(yīng)的發(fā)生，同時低溫反應(yīng)也 降低了二氧化硫脲在母液中的溶解度，增加了產(chǎn)品的收率。
[0006] 本發(fā)明的具體反應(yīng)步驟如下：在反應(yīng)器中加入蒸餾水，按比例加入催化劑，加入碳 酸氫銨控制pH4-5,同時加入分散劑，分批加入硫脲，控制反應(yīng)液溫度，在攪拌條件下滴加 雙氧水進(jìn)行反應(yīng)，雙氧水與硫脲的比例H202/CS(NH2) 2=2. 0,待反應(yīng)結(jié)束后靜置結(jié)晶30分鐘， 抽濾、干燥得到產(chǎn)品，計(jì)算產(chǎn)品收率；此方法減少了二氧化硫脲的過度氧化，使得生成的產(chǎn) 品快速析出，提高了反應(yīng)的收率，同時反應(yīng)步驟簡單，適合進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007] 本發(fā)明所述的反應(yīng)溫度為-10°c。
[0008] 本發(fā)明所述的分散劑為十六烷基三甲基溴化銨，加入量為硫脲質(zhì)量的1%。_2%〇。
[0009] 對照例 在反應(yīng)器中加入一份硫脲，加入適量蒸餾水，以剛好可以攪拌為標(biāo)準(zhǔn)，盡量減少蒸餾水 的用量，加入碳酸氫銨控制pH值為4-5,加入催化劑，控制反應(yīng)液溫度在0-5°C之間，攪拌一 定時間，待硫脲溶解后，開始滴加一定比例的雙氧水，滴定結(jié)束后，重復(fù)以上操作，反應(yīng)結(jié)束 后應(yīng)繼續(xù)攪拌半個小時，然后靜置結(jié)晶30分鐘，抽濾、干燥得到產(chǎn)品，測定產(chǎn)品收率為81%。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 1、在反應(yīng)器中加入蒸餾水，按比例加入催化劑，加入碳酸氫銨控制pH4-5,同時加 入分散劑十六烷基三甲基溴化銨，加入量為硫脲質(zhì)量的1. 0%。，分批加入硫脲，控制反應(yīng)液 溫度-10°c，在攪拌條件下滴加雙氧水進(jìn)行反應(yīng)，雙氧水與硫脲的比例H202/CS(NH2)2=2. 0， 待反應(yīng)結(jié)束后靜置結(jié)晶30分鐘，抽濾、干燥得到產(chǎn)品，計(jì)算產(chǎn)品收率為94%。
[0011] 2、在反應(yīng)器中加入蒸餾水，按比例加入催化劑，加入碳酸氫銨控制pH4-5,同時加 入分散劑十六烷基三甲基溴化銨，加入量為硫脲質(zhì)量的1. 5%。，分批加入硫脲，控制反應(yīng)液 溫度-l〇°C，在攪拌條件下滴加雙氧水進(jìn)行反應(yīng)，雙氧水與硫脲的比例H202/CS(NH2)2=2. 0， 待反應(yīng)結(jié)束后靜置結(jié)晶30分鐘，抽濾、干燥得到產(chǎn)品，計(jì)算產(chǎn)品收率94%。
[0012] 3、在反應(yīng)器中加入蒸餾水，按比例加入催化劑，加入碳酸氫銨控制pH4-5,同時加 入分散劑十六烷基三甲基溴化銨，加入量為硫脲質(zhì)量的2. 0%。，分批加入硫脲，控制反應(yīng)液 溫度-l〇°C，在攪拌條件下滴加雙氧水進(jìn)行反應(yīng)，雙氧水與硫脲的比例H202/CS (NH2) 2=2. 0， 待反應(yīng)結(jié)束后靜置結(jié)晶30分鐘，抽濾、干燥得到產(chǎn)品，計(jì)算產(chǎn)品收率96%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種合成二氧化硫脲的方法，方法如下：在反應(yīng)器中加入蒸餾水，按比例加入催化 劑，加入碳酸氫銨控制PH 4-5,同時加入分散劑，分批加入硫脲，在攪拌條件下滴加雙氧 水進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后靜置結(jié)晶30分鐘，抽濾、干燥得到產(chǎn)品，其特征在于：反應(yīng)溫度 為-15。。一O cC02. 按權(quán)利要求1所述的一種合成二氧化硫脲的方法，其特征在于：反應(yīng)溫度為-KTC。3. 按權(quán)利要求1所述的一種合成二氧化硫脲的方法，其特征在于：所加入的分散劑為 十六烷基三甲基溴化銨，添加量為硫脲質(zhì)量的1%。-2%。。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種合成二氧化硫脲的方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域；其合成步驟如下：在反應(yīng)器中加入蒸餾水，按比例加入催化劑，加入碳酸氫銨控制pH？4-5，同時加入分散劑，分批加入硫脲，控制反應(yīng)液溫度，在攪拌條件下滴加雙氧水進(jìn)行反應(yīng)，雙氧水與硫脲的比例H2O2/CS(NH2)2=2.0，待反應(yīng)結(jié)束后靜置結(jié)晶30分鐘，抽濾、干燥得到產(chǎn)品，產(chǎn)品收率達(dá)到95%；此方法減少了二氧化硫脲的過度氧化，使得生成的產(chǎn)品快速析出，提高了反應(yīng)的收率，同時反應(yīng)步驟簡單，適合進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C07C381/14
【公開號】CN105153002
【申請?zhí)枴緾N201510516779
【發(fā)明人】孫國新, 司繁彬, 李建平, 劉瑤瑤, 曹勝光
【申請人】濟(jì)南大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月21日