一种低温合成二氧化硫脲的方法
【技术领域】
[0001] 本发明介绍了一种低温合成二氧化硫脲的方法，该技术属于有机合成领域。 技术背景
[0002] 二氧化硫脲（Thioureadioxide)简称TD，是一种新型高效有机还原剂。具有热稳 定性能好、还原能力强、安全性能好等优点。二氧化硫脲的用途广泛。除用于无机化学领域 作各种金属离子的还原剂外，由于其还原能力比保险粉强，稳定性好，运输、贮存和使用均 比较方便、安全，不像保险粉那样容易分解和自燃，在印染和漂白工业中已成为保险粉的替 代品。又因二氧化硫脲还原电位最高可达1230mv，具有优良的还原能力，除在纺织印染外， 近年来有机合成和分析中的应用亦有所发展，并在制药、造纸、高分子和照相材料工业中有 着广泛的应用。
[0003] 二氧化硫脲是由Barentt在1910年首先合成，但工业化生产迟至1967年才在 日本实现，以后美、英、苏等国相继投产，TD的收率目前已达到87 %以上。我国自80年 代初开始I'D的研制生产，我国TD平均收率仅为75%，目前也只能达到80-85%左右。目 前国内外对二氧化硫脲的合成工艺进行了大量的研究，CN200310112782、CN03116612. 1、 CN200810141021、CN200810160132. 5、US2783272、US3355486 等都进行过二氧化硫脲合成的 工艺报道，但普遍存在产率低，效率不高，连续化生产一直未能实现。
[0004] 在整个反应过程中，硫脲在水溶液中存在如下平衡状态：
主要反应分为两步，第一步是硫脲被氧化成甲脒化二硫，
此步的反应速度很快；第二步是甲脒化二硫被进一步氧化为二氧化硫脲，
这一步反应速度较慢，催化剂的加入提供更多的活性位点使得反应速率加快，减少了 此步的反应时间。但是双氧水的滴加会造成局部过度氧化，增加了副反应的发生，同时二氧 化硫脲在母液中的溶解也会造成产品的浪费，使得反应收率降低，增加了制备成本。
【发明内容】
[0005] 本发明针对目前二氧化硫脲收率较低的问题，通过在反应体系中加入分散剂，以 此来增加产品的分散性，使产品从母液中快速析出，减少了副反应的发生，同时低温反应也 降低了二氧化硫脲在母液中的溶解度，增加了产品的收率。
[0006] 本发明的具体反应步骤如下：在反应器中加入蒸馏水，按比例加入催化剂，加入碳 酸氢铵控制pH4-5,同时加入分散剂，分批加入硫脲，控制反应液温度，在搅拌条件下滴加 双氧水进行反应，双氧水与硫脲的比例H202/CS(NH2) 2=2. 0,待反应结束后静置结晶30分钟， 抽滤、干燥得到产品，计算产品收率；此方法减少了二氧化硫脲的过度氧化，使得生成的产 品快速析出，提高了反应的收率，同时反应步骤简单，适合进行工业化生产。
[0007] 本发明所述的反应温度为-10°c。
[0008] 本发明所述的分散剂为十六烷基三甲基溴化铵，加入量为硫脲质量的1%。_2%〇。
[0009] 对照例 在反应器中加入一份硫脲，加入适量蒸馏水，以刚好可以搅拌为标准，尽量减少蒸馏水 的用量，加入碳酸氢铵控制pH值为4-5,加入催化剂，控制反应液温度在0-5°C之间，搅拌一 定时间，待硫脲溶解后，开始滴加一定比例的双氧水，滴定结束后，重复以上操作，反应结束 后应继续搅拌半个小时，然后静置结晶30分钟，抽滤、干燥得到产品，测定产品收率为81%。
【具体实施方式】
[0010] 1、在反应器中加入蒸馏水，按比例加入催化剂，加入碳酸氢铵控制pH4-5,同时加 入分散剂十六烷基三甲基溴化铵，加入量为硫脲质量的1. 0%。，分批加入硫脲，控制反应液 温度-10°c，在搅拌条件下滴加双氧水进行反应，双氧水与硫脲的比例H202/CS(NH2)2=2. 0， 待反应结束后静置结晶30分钟，抽滤、干燥得到产品，计算产品收率为94%。
[0011] 2、在反应器中加入蒸馏水，按比例加入催化剂，加入碳酸氢铵控制pH4-5,同时加 入分散剂十六烷基三甲基溴化铵，加入量为硫脲质量的1. 5%。，分批加入硫脲，控制反应液 温度-l〇°C，在搅拌条件下滴加双氧水进行反应，双氧水与硫脲的比例H202/CS(NH2)2=2. 0， 待反应结束后静置结晶30分钟，抽滤、干燥得到产品，计算产品收率94%。
[0012] 3、在反应器中加入蒸馏水，按比例加入催化剂，加入碳酸氢铵控制pH4-5,同时加 入分散剂十六烷基三甲基溴化铵，加入量为硫脲质量的2. 0%。，分批加入硫脲，控制反应液 温度-l〇°C，在搅拌条件下滴加双氧水进行反应，双氧水与硫脲的比例H202/CS (NH2) 2=2. 0， 待反应结束后静置结晶30分钟，抽滤、干燥得到产品，计算产品收率96%。
【主权项】
1. 一种合成二氧化硫脲的方法，方法如下：在反应器中加入蒸馏水，按比例加入催化 剂，加入碳酸氢铵控制PH 4-5,同时加入分散剂，分批加入硫脲，在搅拌条件下滴加双氧 水进行反应，待反应结束后静置结晶30分钟，抽滤、干燥得到产品，其特征在于：反应温度 为-15。。一O cC02. 按权利要求1所述的一种合成二氧化硫脲的方法，其特征在于：反应温度为-KTC。3. 按权利要求1所述的一种合成二氧化硫脲的方法，其特征在于：所加入的分散剂为 十六烷基三甲基溴化铵，添加量为硫脲质量的1%。-2%。。
【专利摘要】本发明公开了一种合成二氧化硫脲的方法，属于有机合成技术领域；其合成步骤如下：在反应器中加入蒸馏水，按比例加入催化剂，加入碳酸氢铵控制pH？4-5，同时加入分散剂，分批加入硫脲，控制反应液温度，在搅拌条件下滴加双氧水进行反应，双氧水与硫脲的比例H2O2/CS(NH2)2=2.0，待反应结束后静置结晶30分钟，抽滤、干燥得到产品，产品收率达到95%；此方法减少了二氧化硫脲的过度氧化，使得生成的产品快速析出，提高了反应的收率，同时反应步骤简单，适合进行工业化生产。
【IPC分类】C07C381/14
【公开号】CN105153002
【申请号】CN201510516779
【发明人】孙国新, 司繁彬, 李建平, 刘瑶瑶, 曹胜光
【申请人】济南大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月21日