本发明涉及医药和农药类化合物
技术领域：
，具体涉及一种丙酮缩氨基硫脲的制备方法、以及经过该方法得到的丙酮缩氨基硫脲。
背景技术：
：丙酮缩氨基硫脲是一种医药和农药的中间体，也可以用在PVC聚合过程中终止聚合反应的终止剂。国内生产厂家的工业制法为常压硫酸法，步骤为水合肼和硫酸反应生产硫酸肼，硫酸肼与硫氰酸铵进一步反应生产硫氰酸肼，最后硫氰酸肼与丙酮反应生成丙酮缩氨基硫脲。该工艺路线具有收率低(75-85％)、成品纯度不高(95％左右)，硫酸对设备腐蚀大，副产物硫酸铵不易处理等缺点。以下为该方反应的方程式：技术实现要素：本发明为了解决现有制备丙酮缩氨基硫脲的方法存在收率低、成品纯度不高的技术缺陷，提供一种丙酮缩氨基硫脲的制备方法，以及经该制备方法得到的产品，实现收率、成品度均显著提高、且制备过程无腐蚀、副产物可回收再利用的目的。实现上述目的的技术方案包括，制备丙酮缩氨基硫脲的方法，包括如下步骤，(1)在反应釜中放入制备的原材料，原材料包括水、水合肼、硫氰酸铵；(2)加热使原材料发生化学反应，化学反应方程式如下：(N2H4)H2O+NH4SCN→N2H4HSCN+NH3+H2O；(3)当反应温度升至40℃-50℃时，对反应釜抽真空，将反应生成的氨气排出；(4)将反应釜降温，降温至15℃-35℃时，向反应釜内加入丙酮；(5)丙酮与硫氰酸肼发生放热反应，化学反应方程式如下：N2H4HSCN+(CH3)2CO——(CH3)2CNNHCSNH3+H2O；(6)当反应温度至50℃-80℃时加入回流装置防止液体蒸发，得到丙酮缩氨基硫脲。采用上述新的原材料组合，且采用真空反应釜法使生成终产物丙酮缩氨基硫脲的方法，所采用的原材料对设备无腐蚀，副产物氨气还可以收集制成氨水再利用，是一种收益高、对设备、环境无压力的制备方法。为了进一步提高收率和产品纯度，步骤(6)中在反应釜加入丙酮后，维持温度在70℃～80℃、维持一小时以上，使丙酮与硫氰酸肼充分反应；使得到的终产物收率高于90％。为了进一步保证终产物的纯度，步骤(6)中加入回流装置充分反应后，降温至40℃以下，丙酮缩氨基硫脲结晶分离出来，过滤水洗即可，使得到的终产物纯度可达到99％。优选的，步骤(3)中当氨气的抽出率为70％时停止对反应釜抽真空，此方法为化学中常用的减压加热反应，当氨气的抽出率到70％时，反应的温度会迅速升温到90℃以上，当抽出率在70％以下时候，反应温度可始终保持在60℃左右沸腾，抽出氨气的抽出率在70％以下，由氨气抽出量不高，反应转化率较低，最终成品的收率会比较低。而要控制抽出率大于70％以上所需要的设备功耗比较高，后期氨气非常难抽出。所以，当氨气抽出率刚好在70％时，功效相对较低、后期也容易处理，同时反应的转化率也相对较高。优选的，步骤(1)中原材料的质量配比为水合肼、硫氰酸铵、丙酮的摩尔配比为1:1.1:1.1-1：1.5：1.5。选择该质量配比，是在原材料所用量最少的成本下，收率、纯度均可达到最佳理想状态。进一步的，本发明技术方案还公开了采用上述方法制备出来的产品丙酮缩氨基硫脲，该产品物理、化学性质跟纯品完全一致，纯度可达到99％。采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明提供的制备方法，使得到的终产物收率高于90％，且纯度可达到99％，所采用的新原料中无对设备无腐蚀的成分，副产物氨气还可以收集制成氨水再利用，是一种收益高、对设备、环境无压力的制备方法。具体实施方式下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。实施例一：本发明公开的一种丙酮缩氨基硫脲的制备方法，包括如下步骤，(1)在反应釜中放入制备的原材料，原材料包括水、水合肼、硫氰酸铵；(2)加热使原材料发生化学反应，化学反应方程式如下：(N2H4)H2O+NH4SCN→N2H4HSCN+NH3+H2O；(3)当反应温度升至40℃时，对反应釜抽真空，将反应生成的氨气排出；(4)将反应釜降温，降温至30℃时，向反应釜内加入丙酮；(5)丙酮与硫氰酸肼发生放热反应，化学反应方程式如下：N2H4HSCN+(CH3)2CO——(CH3)2CNNHCSNH3+H2O(6)当反应温度至50℃时加入回流装置防止液体蒸发，得到目标产物丙酮缩氨基硫脲。本发明方法中采用上述新的原材料组合制备目标产品，得到的最终产品经传统方法检测其质量，质量参数如下表：项目结果外观白色粉状结晶熔点范围℃170.0～174.0含量≥99.0％挥发份≤0.5％铁含量≤0.001％采用上述方法得到的丙酮缩氨基硫脲，其质量参数符合行业内优等品级的质量，且采用的新的原材料组合相较于传统技术而言，对设备无腐蚀，得到的副产物氨水进行回收再利用即可，是一种对设备、环境无压力的新的制备方法。实施例二：本发明公开的一种丙酮缩氨基硫脲的制备方法，包括如下步骤，(1)在反应釜中放入制备的原材料，原材料包括水、水合肼、硫氰酸铵；(2)加热使原材料发生化学反应，化学反应方程式如下：(N2H4)H2O+NH4SCN→N2H4HSCN+NH3+H2O；(3)当反应温度升至50℃时，对反应釜抽真空，将反应生成的氨气排出；(4)将反应釜降温，降温至15℃时，向反应釜内加入丙酮；(5)丙酮与硫氰酸肼发生放热反应，化学反应方程式如下：N2H4HSCN+(CH3)2CO——(CH3)2CNNHCSNH3+H2O(6)当反应温度至80℃时加入回流装置防止液体蒸发，得到目标产物丙酮缩氨基硫脲。所述采用的原料水合肼、硫氰酸铵、丙酮的摩尔质量比为1:1.1:1.1。原材料中的水仅用于溶解原材料，故其用量仅能实现溶解作用即可，其不参与化学反应。所采用的原材料质量比是出于对用量成本与收率是否协调而考虑的，在选择该用量时，进行用量与收率的统计，如下表选取的部分试验数据所示，根据投入与产出比，从而确定最终的原料质量比：以上为实验数据，根据据水合肼、硫氰酸铵、丙酮的相对分子量即可计算出上述各个需要试验组中对应的摩尔质量比，序号1试验组水合肼：硫氰酸铵：丙酮摩尔质量比为1:1.1:1.1，序号2试验组水合肼：硫氰酸铵：丙酮摩尔质量比为1：1.2:1.2；序号3试验组水合肼：硫氰酸铵：丙酮摩尔质量比为1：1.3:1.3；序号4试验组水合肼：硫氰酸铵：丙酮摩尔质量比为1：1.4:1.4；序号5试验组水合肼：硫氰酸铵：丙酮摩尔质量比为1：1.5:1.5，序号6试验组水合肼：硫氰酸铵：丙酮摩尔质量比为1：1.6:1.6；序号7试验组水合肼：硫氰酸铵：丙酮摩尔质量比为1：1.7:1.7，所以，从上述试验数据可以看出，在摩尔质量比超出1：1.1-1.5-1.1-1.5时，其实产品的收率提高不大，与投料的经济价值不配比，另外多余的硫氰酸铵吸附在产品的表面，影响产品的纯度，过滤产品的母液中多余的丙酮也影响污水处理问题，所以选择上述摩尔质量配比区间为最佳范围。实施例三：本发明公开的一种丙酮缩氨基硫脲的制备方法，包括如下步骤，(1)在反应釜中放入制备的原材料，原材料包括水、水合肼、硫氰酸铵；(2)加热使原材料发生化学反应，化学反应方程式如下：(N2H4)H2O+NH4SCN→N2H4HSCN+NH3+H2O；(3)当反应温度升至45℃时，对反应釜抽真空，将反应生成的氨气排出；(4)将反应釜降温，降温至35℃时，向反应釜内加入丙酮；(5)丙酮与硫氰酸肼发生放热反应，化学反应方程式如下：N2H4HSCN+(CH3)2CO——(CH3)2CNNHCSNH3+H2O(6)当反应温度至70℃时加入回流装置防止液体蒸发，得到目标产物丙酮缩氨基硫脲。所述采用的原料水合肼、硫氰酸铵、丙酮的摩尔质量比为1:1.2:1.2。进一步的为了提高产品收率，在步骤(6)中加入回流装置防止液体蒸发，维持温度在70℃、维持1小时，使丙酮与硫氰酸肼充分反应，充分反应后，降温至40℃以下，丙酮缩氨基硫脲结晶分离出来，过滤水洗即可。收率的试验：上述表格表面，本发明方法将现有技术收率提高至90％。实施例四：本发明公开的一种丙酮缩氨基硫脲的制备方法，包括如下步骤，(1)在反应釜中放入制备的原材料，原材料包括水、水合肼、硫氰酸铵；(2)加热使原材料发生化学反应，化学反应方程式如下：(N2H4)H2O+NH4SCN→N2H4HSCN+NH3+H2O；(3)当反应温度升至41℃时，对反应釜抽真空，将反应生成的氨气排出；(4)将反应釜降温，降温至20℃时，向反应釜内加入丙酮；(5)丙酮与硫氰酸肼发生放热反应，化学反应方程式如下：N2H4HSCN+(CH3)2CO——(CH3)2CNNHCSNH3+H2O(6)当反应温度至60℃时加入回流装置防止液体蒸发，得到目标产物丙酮缩氨基硫脲。所述采用的原料水合肼、硫氰酸铵、丙酮的摩尔质量比为1:1.3:1.3。进一步的为了提高产品收率，在步骤(6)中加入回流装置防止液体蒸发，维持温度在80℃、维持1小时-3小时，考虑到反应时间及实际的操作，一般维持在1-3小时，丙酮与硫氰酸肼能够充分反应，充分反应后，降温至40℃以下，丙酮缩氨基硫脲结晶分离出来，过滤水洗即可。本实施例收率为95％，且纯度可达到99％。实施例五：本发明公开的一种丙酮缩氨基硫脲的制备方法，包括如下步骤，(1)在反应釜中放入制备的原材料，原材料包括水、水合肼、硫氰酸铵；(2)加热使原材料发生化学反应，化学反应方程式如下：(N2H4)H2O+NH4SCN→N2H4HSCN+NH3+H2O；(3)当反应温度升至49℃时，对反应釜抽真空，将反应生成的氨气排出，氨气的抽出率为70％时停止对反应釜抽真空，回收的氨气可用于制成氨水使用；(4)将反应釜降温，降温至25℃时，向反应釜内加入丙酮；(5)丙酮与硫氰酸肼发生放热反应，化学反应方程式如下：N2H4HSCN+(CH3)2CO——(CH3)2CNNHCSNH3+H2O(6)当反应温度至75℃时加入回流装置防止液体蒸发，得到目标产物丙酮缩氨基硫脲。所述采用的原料水合肼、硫氰酸铵、丙酮的摩尔质量比为1:1.5:1.5。进一步的为了提高产品收率，在步骤(6)中加入回流装置防止液体蒸发，维持温度在75℃、维持1小时以上，考虑到反应时间及实际的操作，一般维持在1-3小时，丙酮与硫氰酸肼能够充分反应，充分反应后，降温至40℃以下，丙酮缩氨基硫脲结晶分离出来，过滤水洗即可。本实施例收率为93％，且纯度可达到99％。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3