专利名称：一种叠氮化钠的制备方法
技术领域：
本发明属于叠氮化物领域，具体为一种叠氮化钠的制备方法。
背景技术：
叠氮化钠，分子式为NaN3，无色六角结晶性粉末。主要用于制造炸药、安全气囊及用作分析试剂、药物中间体等。本品和氰化物相似，对细胞色素氧化酶和其它酶有抑制作用，并能使体内氧合血红蛋白形成受阻，有显著的降压作用。叠氮化钠可以采用SN2反应法制备，目前，有少数叠氮化钠生产厂家采用亚硝酸酯法，其工艺流程是采用多步反应得到粗品，再经过精制后才能得到质量合格的产品，具体工艺流程是将低级醇、亚硝酸胺按一定比例投入亚硝酸胺合成釜，滴加硫酸，产生的亚硝酸酯气体通入水合肼、氢氧化钠的溶液中，生成的低含量的叠氮化钠，离心，得到粗品叠氮化钠，再将粗品及适量水投入叠氮化钠合成釜，滴加硫酸，生成叠氮化钠产品，浓缩，离心，得到质量合格的叠氮化钠产品。该工艺流程复杂，操作步骤繁冗，产品收率低，工艺重量收率(以水合肼计)为65%-70%，产品含量约为99%，0)32_含量约为0.3%。在生产操作中不易得到高纯度的产品，且在生产过程中产生剧毒的叠氮化氢气体，控制泄露比较困难，工业实用性差。因此，寻找没有泄露的制备方法十分必需。
发明内容
针对现有叠氮化钠制备方法中存在的问题，本发明的目的是提供一种叠氮化钠制备方法。为实现上述目的，具体技术方案为一种叠氮化钠的制备方法，步骤包括将硫酸加入由乙醇、亚硝酸钠组成的溶液中，然后再将其产生的亚硝酸乙酯气体通入由水合肼、氢氧化钠、催化剂、乙醇组成的混合物中，气体导入完毕后，在温度18 25°C下反应I. 5 2. 5h。其中，所述加入的硫酸与乙醇、亚硝酸钠的摩尔比为I : 2-3 2-2.5，优选I 2. 17 2. 04。其中，所述加入的硫酸是质量浓度为20% -40%的硫酸溶液；所述硫酸溶液是连续加入，加入的速度为10-20g/min。其中，所述硫酸加入时乙醇、亚硝酸钠组成的溶液温度保持在0 5°C之间。其中，所述水合肼、氢氧化钠、催化剂、乙醇组成的混合物导入气体后，在温度20°C下反应2h。其中，所述亚硝酸乙酯通过水洗除去夹带的酸，然后通入水合肼、氢氧化钠、催化齐U、乙醇混合物中。其中，所述通入的亚硝酸乙酯气体与水合肼、氢氧化钠、催化剂和乙醇的摩尔比为I 1-1.2 0. 5-1 0.03-0.05 2-3。其中，所述催化剂为苄基三乙基氯化铵(TEBA)、三丁胺、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵(TBAB)、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、季铵碱中的一种。优选地，所述催化剂为三丁胺。本发明所述的制备方法还包括，反应后将反应液减压蒸馏回收乙醇，抽滤，得固体产品。
本发明的优良效果在于本发明采用一步法制备叠氮化钠，生产工艺流程简单，易于操作，由于是一步法，所以不会对中间产物造成浪费，从而大大提高了产品得率，产率在90%以上(以水合肼计 算)，并且产品合格率也很好,纯度大于99 %。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例IC2H50H+NaN02+H2S04 — N0_0C2H5+Na2S04+H20 (I)NH2 NH2 H20+N0-0C2H5+Na0H- — NaN3+C2H50H+3H20(2)将IOOg乙醇(2. 17mol)与140. 7g亚硝酸钠(2. 04mol)加入到IL的三口烧瓶中，控制反应温度在0-5°C之间，滴加质量比为30%的硫酸溶液327. lg,30min时间滴加完毕，滴加过程中生成亚硝酸乙酯气体，反应式如式(I)，用水洗以除去气体中夹带的无机酸，生成的亚硝酸乙酯气体为152. 93g(2mol)。将亚硝酸乙酯气体通入装有102g水合肼，64. 4g NaOH和240g乙醇，催化剂三丁胺
7.4g的三口烧瓶中，控制反应温度20°C，气体导入完毕后，再反应2h，反应式如式(2)，反应液减压蒸馏回收乙醇，抽滤，得NaN3湿品，减压干燥，得产品120. 2g，按照水合肼的量理论计算应该得到产品102X65/50 = 132. 6g，所以本实施例得率为120. 2g/132. 6 = 90. 65%，化学分析NaN3的纯度> 99%。实施例2将115g乙醇与172. 5g亚硝酸钠(2. 04mol)加入到IL的三口烧瓶中，控制反应温度在0-5°C之间，滴加质量比为30%的硫酸溶液327. lg，25min时间滴加完毕，滴加过程中生成亚硝酸乙酯气体，反应式如式(I)，用水洗以除去夹带的无机酸，生成的亚硝酸乙酯气体为 170. 3g。将亚硝酸乙酯气体通入装有115g水合肼，90. 8g NaOH和208g乙醇，催化剂三丁胺
9.2g的三口烧瓶中，控制反应温度20°C，气体导入完毕后，再反应2h，反应式如式(2)，然后反应液减压蒸馏回收乙醇，抽滤，得NaN3湿品，减压干燥，得产品133. Sg，计算本实施例得率为90 %，化学分析NaN3的纯度> 99 %。
实施例3将92g乙醇与138g亚硝酸钠加入到IL的三口烧瓶中，控制反应温度在0_5°C之间，滴加质量比为30%的硫酸溶液327. lg，20min时间滴加完毕，滴加过程中生成亚硝酸乙酯气体，反应式如式(I)，用水洗以除去夹带的无机酸，生成的亚硝酸乙酯气体为150g。将亚硝酸乙酯气体通入装有120g水合肼，80g NaOH和276g乙醇，催化剂苄基三乙基氯化铵5. 6g的三口烧瓶中，控制反应温度20°C，气体导入完毕后，再反应2h，反应式如式(2)，然后反应液减压蒸馏回收乙醇，抽滤，得NaN3湿品，减压干燥，得产品140. Ig,计算本实施例得率90 %，化学分析NaN3的纯度> 99 %。实施例4将92g乙醇与138g亚硝酸钠加入到IL的三口烧瓶中，控制反应温度在0_5°C之间，滴加质量比为30%的硫酸溶液327. lg，20min时间滴加完毕，滴加过程中生成亚硝酸乙酯气体，反应式如式(I)，用水洗以除去夹带的无机酸，生成的亚硝酸乙酯气体为150g。将亚硝酸乙酯气体通入装有IlOg水合肼,56g NaOH和184g乙醇,催化剂四丁基溴化铵12. 8g的三口烧瓶中，控制反应温度20°C，气体导入完毕后，再反应2h，反应式如式(2)，然后反应液减压蒸馏回收乙醇，抽滤，得NaN3湿品，减压干燥，得产品130. Ig,计算本实施例得率91 %，化学分析NaN3的纯度> 99 %。实施例5将92g乙醇与138g亚硝酸钠加入到IL的三口烧瓶中，控制反应温度在0_5°C之·间，滴加质量比为30%的硫酸溶液327. lg，20min时间滴加完毕，滴加过程中生成亚硝酸乙酯气体，反应式如式(I)，用水洗以除去夹带的无机酸，生成的亚硝酸乙酯气体为150g。将亚硝酸乙酯气体通入装有112g水合肼,56g NaOH和184g乙醇,催化剂四丁基氯化铵8. 33g的三口烧瓶中，控制反应温度20°C，气体导入完毕后，再反应2h，反应式如式
(2)，然后反应液减压蒸馏回收乙醇，抽滤，得NaN3湿品，减压干燥，得产品133. 9g，计算本实施例得率92 %，化学分析NaN3的纯度> 99 %。
权利要求
1.一种叠氮化钠的制备方法，其特征在于，包括步骤将硫酸加入由乙醇、亚硝酸钠组成的溶液中，然后再将其产生的亚硝酸乙酯气体通入由水合肼、氢氧化钠、催化剂、乙醇组成的混合物中，气体导入完毕后，在温度18 25°C下反应I. 5 2. 5h。
2.如权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述加入的硫酸与乙醇、亚硝酸钠的摩尔比为 I : 2-3 2-2. 5，优选为 I : 2. 17 : 2.04。
3.如权利要求I或2所述的制备方法，其特征在于，所述加入的硫酸是质量浓度为.20% -40%的硫酸溶液；所述硫酸溶液是连续加入的，加入的速度为10-20g/min。
4.如权利要求I或2所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸加入时乙醇、亚硝酸钠组成的溶液温度保持在0 5°C之间。
5.如权利要求I或2所述的制备方法，其特征在于，所述水合肼、氢氧化钠、催化剂、乙醇组成的混合物导入气体后，在温度20°C下反应2h。
6.如权利要求I或2所述的制备方法，其特征在于，所述亚硝酸乙酯通过水洗除去夹带的酸，然后通入水合肼、氢氧化钠、催化剂、乙醇混合物中。
7.如权利要求I或2所述的制备方法，其特征在于，所述通入的亚硝酸乙酯气体与水合肼、氢氧化钠、催化剂和乙醇的摩尔比为I 1-1.2 0.5-1 0. 03-0. 05 2-3。
8.如权利要求I或2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为苄基三乙基氯化铵、三丁胺、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、季铵碱中的一种。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为三丁胺。
10.如权利要求I或2所述的制备方法，其特征在于，反应后将反应液减压蒸馏回收乙醇，抽滤，得固体产品。
全文摘要
本发明提供一种叠氮化钠的制备方法，其包括步骤将硫酸加入由乙醇、亚硝酸钠组成的溶液中，然后再将其产生的亚硝酸乙酯气体通入由水合肼、氢氧化钠、催化剂、乙醇组成的混合物中，气体导入完毕后，在温度18～25℃下反应1.5～2.5h。本发明采用一步法制备叠氮化钠，生产工艺流程简单，易于操作，由于是一步法，所以不会对中间产物造成浪费，从而大大提高了产品得率，产率在90％以上，并且产品合格率也很好，纯度大于99％。
文档编号C01B21/08GK102718197SQ201210132140
公开日2012年10月10日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者刘顶, 张文岺, 江成真 申请人:济南圣泉唐和唐生物科技有限公司