本發(fā)明屬于化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種合成硫代卡巴肼的方法。
背景技術(shù)：
硫代卡巴肼又稱硫卡巴脲、1,3-二氨基硫脲，縮寫為tch，外觀為淺灰色粉末，微溶于冷水，是一種重要的有機(jī)合成中間體，主要用于生產(chǎn)雜環(huán)類醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等領(lǐng)域，是高效廣譜除草劑嗪草酮的重要生產(chǎn)原料。
目前，硫代卡巴肼的合成方法主要是以二硫化碳和水合肼為原料，經(jīng)兩步反應(yīng)制得：第一步，二硫化碳與水合肼在催化劑巰基乙醇或氯乙醇作用下在較低溫度下反應(yīng)，生成二硫代肼基甲酸（hdtc）；第二步，將二硫代肼基甲酸（hdtc）加熱分解，釋放出硫化氫（h2s）氣體，反應(yīng)液經(jīng)冷卻后過(guò)濾，將固體物質(zhì)洗滌、干燥后得到硫代卡巴肼（tch）。該合成方法存在的問(wèn)題和缺點(diǎn)如下：（1）工序復(fù)雜，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)（一般需20小時(shí)左右），能耗高，收率低（一般低于80%）；（2）反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的硫化氫（h2s）劇毒氣體，反應(yīng)劇烈，較難控制，生產(chǎn)過(guò)程很不安全；（3）由于使用的催化劑巰基乙醇或氯乙醇無(wú)法回收利用，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的含硫有機(jī)廢水，該廢水的處理難度大、費(fèi)用高，易對(duì)環(huán)境造成污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問(wèn)題和缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種工藝簡(jiǎn)單、收率高、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)安全的硫代卡巴肼合成新方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：以硫脲、丙酮連氮和水為原料，在一定溫度下反應(yīng)合成硫代卡巴肼，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的丙酮和氨采用精餾裝置及氨氣吸收裝置回收后可用于合成丙酮連氮，反應(yīng)結(jié)束后采用減壓蒸餾除去水及剩余的丙酮連氮，固體物質(zhì)經(jīng)洗滌、干燥后得到硫代卡巴肼。
本發(fā)明方法具體的工藝步驟如下：將硫脲、丙酮連氮和水放入反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌，加熱升溫至100℃～120℃進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)生的氣體引入精餾塔中，在塔頂溫度54℃～58℃下采出丙酮并回收氨氣，與水蒸汽一起共沸的丙酮連氮在精餾塔中經(jīng)冷凝后流回反應(yīng)釜中繼續(xù)參與反應(yīng)，反應(yīng)8～10小時(shí)后取樣分析，當(dāng)反應(yīng)液中硫脲的含量降到1g/l時(shí)結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)釜中的水和剩余的丙酮連氮用負(fù)壓全部蒸出，反應(yīng)釜內(nèi)的固體物質(zhì)用水洗滌、干燥后得到硫代卡巴肼成品。
上述步驟中，硫脲和丙酮連氮的摩爾比為1∶2.5～3.5，硫脲與水的質(zhì)量比為1∶1.5～2.5。其反應(yīng)方程式如下：
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果及優(yōu)點(diǎn)如下：
本發(fā)明以成本低廉、易于合成的丙酮連氮為原料合成硫代卡巴肼，工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)收率高（以丙酮連氮計(jì)收率在90%以上），反應(yīng)時(shí)間短，能耗低；在反應(yīng)過(guò)程中副產(chǎn)回收的氨和丙酮可回用于合成丙酮連氮，生產(chǎn)成本低；本發(fā)明方法不使用催化劑，不產(chǎn)生硫化氫劇毒氣體，減少了污染物和廢棄物的產(chǎn)生及排放，是一種綠色環(huán)保型生產(chǎn)工藝。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將硫脲152.2g、丙酮連氮560g和水228ml置于帶攪拌、溫度計(jì)及精餾裝置的四口燒瓶中，精餾柱的接收器上部接一導(dǎo)管以便吸收氨氣；開(kāi)啟攪拌，將溶液加熱升溫至100℃～120℃，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進(jìn)入精餾柱后，在柱頂溫度54℃～58℃下采出丙酮并回收氨氣，精餾柱內(nèi)的水蒸汽及丙酮連氮經(jīng)冷凝后流回?zé)恐欣^續(xù)參與反應(yīng)；反應(yīng)8～10小時(shí)后取樣分析，當(dāng)反應(yīng)液中硫脲的含量降到1g/l時(shí)結(jié)束反應(yīng)，將燒瓶中的水和剩余的丙酮連氮用負(fù)壓全部蒸出，燒瓶?jī)?nèi)的固體物質(zhì)用水洗滌、干燥后得到硫代卡巴肼201.3g。
實(shí)施例2
將硫脲152.2g、丙酮連氮672g和水305ml置于帶攪拌、溫度計(jì)及精餾裝置的四口燒瓶中，精餾柱的接收器上部接一導(dǎo)管以便吸收氨氣；開(kāi)啟攪拌，將溶液加熱升溫至100℃～120℃，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進(jìn)入精餾柱后，在柱頂溫度54℃～58℃下采出丙酮并回收氨氣，精餾柱內(nèi)的水蒸汽及丙酮連氮經(jīng)冷凝后流回?zé)恐欣^續(xù)參與反應(yīng)；反應(yīng)8～10小時(shí)后取樣分析，當(dāng)反應(yīng)液中硫脲的含量降到1g/l時(shí)結(jié)束反應(yīng)，將燒瓶中的水和剩余的丙酮連氮用負(fù)壓全部蒸出，燒瓶?jī)?nèi)的固體物質(zhì)用水洗滌、干燥后得到硫代卡巴肼202.5g。
實(shí)施例3
將硫脲152.2g、丙酮連氮784g和水380ml置于帶攪拌、溫度計(jì)及精餾裝置的四口燒瓶中，精餾柱的接收器上部接一導(dǎo)管以便吸收氨氣；開(kāi)啟攪拌，將溶液加熱升溫至100℃～120℃，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進(jìn)入精餾柱后，在柱頂溫度54℃～58℃下采出丙酮并回收氨氣，精餾柱內(nèi)的水蒸汽及丙酮連氮經(jīng)冷凝后流回?zé)恐欣^續(xù)參與反應(yīng)；反應(yīng)8～10小時(shí)后取樣分析，當(dāng)反應(yīng)液中硫脲的含量降到1g/l時(shí)結(jié)束反應(yīng)，將燒瓶中的水和剩余的丙酮連氮用負(fù)壓全部蒸出，燒瓶?jī)?nèi)的固體物質(zhì)用水洗滌、干燥后得到硫代卡巴肼203.8g。