苯并三氮唑(BTA)是一種較其重要的含氮類雜環(huán)物質(zhì),關(guān)于其合成以及應(yīng)用的報(bào)道有很多。在精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域,苯并三氮唑主要作為水處理劑、金屬防銹劑和緩蝕劑,廣泛用于循環(huán)水處理劑、防銹油、脂 類產(chǎn)品中,也用作銅及銅合金的氣相緩蝕劑、潤滑油 添加劑。在電鍍中,苯并三氮唑用于表面純化銀、銅、 鋅,有防變色的作用。較髙純度的苯并三氮唑可用作 分析試劑,與氨水及乙二胺四乙酸合用,可用于選擇 性地測定銀、銅、鋅。磁力泵
高純度苯并三氮唑可以作為合 成用試劑和高純分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),如德國默克集團(tuán)生命科學(xué)業(yè)務(wù)部的分析標(biāo)準(zhǔn)品苯并三氮唑、ReagentPlus (試劑純,99%)、Vetec ?(優(yōu)級(jí)純,98%)等三個(gè)規(guī)格的試劑,可用作環(huán)境污]染和人類接觸源方面的分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、小分子氨基脲衍生物的合成用試劑等。隔膜泵
苯并三氮唑的合成路線有鄰苯二胺法、苯并咪 唑酮法、鄰硝基苯肼法和鄰硝基氯苯法等。苯并 咪唑酮法是苯并咪唑酮與亞硝酸鈉水溶液℃,在高壓下反應(yīng),經(jīng)酸化、水洗、干燥獲得產(chǎn)品:鄰硝 基苯肼法是鄰硝基苯肼在氨水、異丙醇和己二醇混 合水溶液中,在140 ℃和高壓下反應(yīng),生成1-羥基 苯并三氮唑,用Cu-Cr2O3作催化劑,通入氫氣和氮?dú)?,?60℃和高壓下脫氧加氫,生成苯并三氮唑。潛水泵
這2種方法原料價(jià)格高,且都需要高溫、高壓的條 件,制約了在工業(yè)上的應(yīng)用黃清東等發(fā)明的苯并三氮唑的合成方法,是以四氫呋喃為溶劑,加人鄰硝 基氯苯與水合肼合成1-羥基苯并三唑,再脫氧加氫 還原1-羥基苯并三唑,然后經(jīng)中和、萃取、重結(jié)晶制 備苯并三氮唑該法收率較高,但后處理麻煩。鄰苯 二胺法是最經(jīng)典的合成苯并三氮唑的方法,包括鄰苯二胺常壓合成法和經(jīng)過改進(jìn)的鄰苯二胺高壓法。 常壓合成法即在1 ~5℃的低溫下,鄰苯二胺、冰乙 酸與亞硝酸鈉進(jìn)行重氮化反應(yīng),然后迅速升溫至80℃:,脫水環(huán)化成苯并三氮唑,冷卻后得到粗品,粗品 經(jīng)過減壓蒸餾并用苯重結(jié)晶,干燥后得純品。該法存在一些缺點(diǎn):(1)由于重氮、環(huán)化反應(yīng)溫度不易控 制.生成的油狀物難以凝結(jié)成固體,給后續(xù)操作帶來 麻煩;(2)粗品用減壓蒸餾法提純,由于苯并三氮唑 真空蒸餾時(shí)可能發(fā)生分解爆炸,帶來較大的安全隱 患;(3)重結(jié)晶時(shí)用大量苯、四氫呋喃等作溶劑,不僅易燃、污染環(huán)境,而且給操作者帶來嚴(yán)重的健康威 脅-由于該法收率低、環(huán)境污染嚴(yán)重,我國科研人員 采用加壓一步法合成苯并三氮唑,現(xiàn)已取得成功。經(jīng) 過改進(jìn)的高壓法,反應(yīng)在200 ℃和4.8 x 106?Pa的壓 力下進(jìn)行,無需冰乙酸,副反應(yīng)少,減少了重氮偶合 產(chǎn)生深顏色焦油狀物質(zhì)的機(jī)會(huì),從而提高了產(chǎn)品的收率,同時(shí)使產(chǎn)品的純化變得容易,但該法設(shè)備投資 大。為此,采用鄰苯二胺的常壓合成方法,并作了多 參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究,從而使苯并三氮唑合成工藝得到 改進(jìn)。油桶泵
綠色化工是化學(xué)工作者對自然界綠色意識(shí)的完 美追求。針對上述合成方法威脅操作者健康與安全、 污染生態(tài)環(huán)境等缺點(diǎn),作了工藝改進(jìn)。(1)提高反應(yīng) 溫度,由于重氮、環(huán)化反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,其中重氮鹽環(huán) 化時(shí)又必須給予重氮物足夠的活化能,即環(huán)化反應(yīng) 須在較高的溫度下進(jìn)行。因此,苯并三氮唑的重氮反 應(yīng)速率實(shí)際上取決于環(huán)化反應(yīng)速率,所以提高反應(yīng) 溫度有利于反應(yīng)向生成苯并三氮唑的方向進(jìn)行。研 究表明,將反應(yīng)溫度提髙至90?95 ℃:為最佳范圍。污水提升泵
[1]為防止粗品成為油狀物,在反應(yīng)液溫度下降至 45 ~50 ℃時(shí),直接投入干凈的冰塊,使反應(yīng)液溫度 急劇下降,此時(shí)可立即析出固體狀小顆粒,使后續(xù)操 作更加容易,解決了固體油狀物不易處理的問題。
[2]采用水作溶劑的重結(jié)晶提純方法取代真空蒸餾 和苯重結(jié)晶,解決了安全隱患和環(huán)境污染問題。
