凯发娱乐k8:一种光催化氧化制备二硫化四烃基秋兰姆的方法
1.一种光催化氧化制备二硫化四烃基秋兰姆的方法,包括以下步骤:(1)将仲胺、二硫
化碳、催化剂在介质中0‑46℃条件下,混合反应5‑30min;所述催化剂为苏木精、胭脂红、刚
果红、曙红Y中的一种或几种的混合物;(2)在光照条件下,通入过量的空气或氧气反应得到
产物;所述光照条件是指,在可见光的照射下反应2‑50min,所述可见光为蓝光波段。
2.根据权利要求1所述的一种光催化氧化制备二硫化四烃基秋兰姆的方法,其特征在
3.根据权利要求1所述的一种光催化氧化制备二硫化四烃基秋兰姆的方法,其特征在
于:所述仲胺、二硫化碳、氧气的物质的量比为:1:1.0‑1.2:0.26~50;所述催化剂的质量用
4.根据权利要求1所述的一种光催化氧化制备二硫化四烃基秋兰姆的方法,其特征在
于:所述介质为C1‑C6的醇类或水;所述介质质量用量为所述仲胺的5‑10倍。
5.一种光催化氧化制备二硫化四烃基秋兰姆的连续化方法,包括以下步骤:①将仲胺、
二硫化碳、催化剂在介质中0‑46℃条件下,混合反应5‑30min,得到中间体溶液;所述催化剂
为苏木精、胭脂红、刚果红、曙红Y中的一种或几种的混合物;②将中间体溶液与空气或氧气
在气液混合器中混合,形成气液间断流;③气液间断流进入反应管路中进行光催化氧化反
应;所述光催化氧化反应管路是在蓝光LED光源的照射下进行反应3‑40min;④反应结束,产
6.根据权利要求5所述的方法,其特征是:所述光催化氧化反应管路为可以透光的透
7.根据权利要求6所述的方法,其特征是:所述透明管路材质为聚四氟或石英玻璃。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征是:所述光催化氧化反应的反应压力为0.1‑
(1)中间体溶液的制备:将仲胺、介质、催化剂混合,搅拌下,在0‑46℃下,加入二硫化碳
混合反应5‑30min得到中间体溶液,收集至储液容器中;所述催化剂为苏木精、胭脂红、刚果
(2)气液混合:通过加料泵将中间体溶液打入气液混合器中,同时将空气或氧气打入气
(3)光催化氧化反应:气液间断流进入反应盘管,流经光源柱照射段,反应3‑40min;所
秋兰姆类硫化促进剂,行业中的生产技术目前主要有两步碱法、空气氧化法、双氧
的技术合成路线。该路线反应快,产品的质量好,是目前行业内广泛采用的工艺。不足之处是,
产生无机盐副产物,产品需要大量水洗涤去盐,水耗高;母液仍要进一步处理,能耗高。
术。该工艺在醇和甲苯的混合介质中40‑70℃下反应。此方案的不足之处在于:①此条件下
介质与空气共存时极易引起爆炸,存在较大安全风险,且若发生爆炸,其危险性难以控
制;②产品中甲苯残留限制了其在高端橡胶制品中的应用;③该方法需要用过渡金属盐
作为催化剂,而这类金属盐可能会与中间体二烷基二硫代氨基甲酸反应生成金属络合物而
化,不使用酸碱,废水量少,不产生无机盐副产物。不足之处:①因双氧水中含有大量的水,
导致反应后介质需要除水精制,能耗较高。②双氧水性较强,因此氧化时需严控氧化温
针对现存技术的以上问题,开发一种反应速度快、条件温和,操作安全性高、介质
可循环使用,不产生无机盐副产物、催化剂廉价的二硫化四烃基秋兰姆合成技术是研发重
秋兰姆的方法,即在反应介质中以仲胺、二硫化碳、空气或氧气为原料,在可见光照射下催
的合成,反应速度快、条件温和,不易过氧化,产物收率高、品质好。②催化剂在反应介质中
溶解,易与产物分离,可循环使用③创新性的将连续化技术应用于二硫化四烃基秋兰姆类
一种二硫化四烃基秋兰姆的合成方法,包括以下步骤:(1)将仲胺、二硫化碳、催化
剂在介质中混合反应生成中间产物;(2)在光照条件下,通入过量的空气或氧气氧化反应一
[0011] 所述原料仲胺的结构式为: R1为C1‑C6烷基、苄基、苯基中的一种,
R2为C1‑C6烷基或苄基中的一种。R1与R2可以为相同官能团,如二甲胺、二乙胺、二苄胺、二
正丁胺等,但不限于所列举的;也可以是不同的官能团,如N‑甲基苄胺、N‑乙基苄胺、N‑甲基
所述光照条件是指可见光的蓝光波段。在光源的照射下反应2‑50min;所述光源距
所述催化剂是指:苏木精、胭脂红、刚果红、曙红Y等其中的一种或几种的混合物。
所述仲胺、二硫化碳、催化剂、氧气的物质的量比为:1:1.0‑1.2: 0.26~50;所述
法,包括以下步骤:①将仲胺、二硫化碳、催化剂在介质中,0‑46℃条件下混合反应5‑30min,
得到中间体溶液;②将中间体溶液与空气或氧气在气液混合器中混合形成气液间断流;③
气液间断流进入光催化氧化反应管路中进行反应;④反应结束,产物经管道流出;⑤分离得
本发明中,所述介质为水或C1‑C6的醇类中的一种或几种混合介质;所述介质用量
本发明中,所述催化剂为苏木精、洋红、刚果红、曙红Y等中的一种或几种混合物。
所述仲胺、二硫化碳、氧气的物质的量比为:1:1.0‑1 .2:0.26~50。所述催化剂用
(1)中间体溶液的制备:将仲胺、介质、催化剂混合搅拌,在0‑46℃下加入二硫化碳
(2)气液混合:通过加料泵将中间体溶液打入气液混合器中,同时将空气或氧气打
其中,加料泵将中间体溶液打入气液混合器中,控制流速为2‑10ml/min,空气或氧
(3)光催化氧化反应:气液间断流进入反应盘管,流经光源柱照射段,反应3‑
本发明使用光催化氧化技术,催化剂在光照条件下,激发产生电子‑空穴对,电子‑
空穴对具有较强的氧化还原性,使体系中产生大量的·O2、·OH 自由基,自由基再将中间
该法优点是使用光催化氧化技术,反应速度快、条件温和,不易过氧化、不产生
无机盐副产物,因此产物收率高、品质好。反应过程中仅需光照即可,因此与传统工艺相比
本发明选用廉价、可溶的染料作为催化剂,相比较传统的金属盐催化剂如醋酸铜、
本发明采用连续化技术,相较于传统反应装置,装置的占地面积可大幅度减少,节约
了土地资源。与传统的间歇式反应釜批次生产相比,受人为经验的影响较小产品的质量稳定,
图中附图标记为:1 .储液容器,2.加料泵,3.气液混合器,4.气源,5. 光催化反应
以不同的形式体现。因此,包括具体结构和功能细节的公开的详细内容无意限制本发明,而
以下实施例1‑13中所用森森ct‑201空气泵(带气泡盘)的空气流量为 1.5L/min。
将7 .39g二乙胺、90mL无水乙醇、0 .052g苏木精加入250ml带盖的烧杯中。打开搅
拌,控制温度为20‑30℃,缓慢加入7.81g二硫化碳,约1min 加完,搅拌反应5min。打开12W的
LED蓝光光源,光源位于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201空气泵(带气泡盘)向反应
液中通入空气、光照反应2min,停止通气反应结束。减压蒸馏除去乙醇、烘干得到白色二硫
化四乙基秋兰姆晶体14.68g,收率为98.99%,液相色谱检测纯度为99.95%。
将36.95g二乙胺、0.259g苏木精、250ml无水乙醇加入500mL带盖的烧杯中。打开搅
拌,控制温度为20‑30℃,缓慢加入39.05g二硫化碳,约30min 加完,搅拌反应10min。打开
12wLED蓝光光源,光源位于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201空气泵(带气泡盘)向
反应液中通入空气光照反应 10min,停止通气反应结束。过滤并收集母液,烘干得到白色二
硫化四乙基秋兰姆晶体63.80g。收率为86.04%,液相色谱检测纯度为99.99%。
将36 .95g二乙胺、实施例2中收集得到的母液,加入500mL带盖的烧杯中。打开搅
光光源,光源位于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201空气泵(带气泡盘)向反应液中
通入空气光照反应10min,停止通气反应结束。过滤并收集母液,烘干得到白色二硫化四乙
基秋兰姆晶体74.21g。收率为100.07%,液相色谱检测纯度为99.98%。
将母液精馏回收乙醇后,得到白色晶体二硫化四乙基秋兰姆10.26g,液相色谱检
测纯度为99.95%。综合实施例2中得到的产品质量,得到实施例2 中的收率为99.87%。
下,缓慢加入17.18g二硫化碳,约20min加完,搅拌反应30min。打开12wLED蓝光光源,光源位
于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201 空气泵(带气泡盘)向反应液中通入空气、光照
反应40min,停止通气反应结束。过滤并收集母液,烘干得到白色二硫化四苄基秋兰姆
将40 .06g二苄胺、实施例4收集的母液乙醇加入1L烧杯中。打开搅拌,在30‑40℃
下,缓慢加入17.18g二硫化碳,约20min加完,搅拌反应30min。打开12wLED蓝光光源,光源位
于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201 空气泵(带气泡盘)向反应液中通入空气、光照
反应40min,停止通气反应结束。过滤、水洗,烘干得到白色二硫化四苄基秋兰姆54.32g,收
下,缓慢加入17.18g二硫化碳,约20min加完,搅拌反应 30min。打开12wLED蓝光光源,光源
位于液面中央,高于液面5cm,打开氧气钢瓶(氧气浓度为99.9%),气体质量流量计控制氧
气流量为1.5L/min,向反应液中通入氧气、光照反应15min,停止通气反应结束。过滤并收集
母液,烘干得到白色二硫化四苄基秋兰姆52 .25g,收率为96 .26%。液相色谱检测纯度为
℃下,缓慢加入17.18g二硫化碳,约20min加完,搅拌反应 30min。打开12wLED蓝光光源,光
源位于液面中央,高于液面5cm,打开氧气钢瓶(氧气浓度为99.9%)气体质量流量计控制氧
气流量为1.5L/min,向反应液中通入氧气、光照反应20min,停止通气反应结束。过滤并收集
母液,烘干得到白色二硫化四苄基秋兰姆53 .23g,收率为98 .07%。液相色谱检测纯度为
烧杯中。打开搅拌,在20‑30℃下,缓慢加入39.05g二硫化碳,约20min加完,搅拌反应10min。
打开12wLED蓝光光源,光源位于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201空气泵(带气泡
盘)向反应液中通入空气、光照反应10min,停止通气反应结束。过滤并收集母液,水洗、烘干
得到白色二硫化四甲基秋兰姆59.42g。收率为98.87%,液相色谱检测纯度为99.93%。
将56.35g二甲胺水溶液(质量浓度40%)、实施例8收集的母液、加入 1L烧杯中。打
开搅拌,控制温度为20‑30℃,缓慢加入39.05g二硫化碳,约20min加完,搅拌反应10min。打
开12wLED蓝光光源,光源位于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201空气泵(带气泡盘)
向反应液中通入空气、光照反应7min,停止通气反应结束。过滤、烘干得到白色二硫化四甲
基秋兰姆60.15g。收率为100.08%,液相色谱检测纯度为99.92%。
将7.39g二乙胺、90mL乙醇、0.052g苏木精加入250ml带盖的烧杯中。打开搅拌,在
10‑15℃下,缓慢加入7.81g二硫化碳,约1min加完,搅拌反应5min。打开12W的LED蓝光光源,
光源位于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201空气泵(带气泡盘)向反应液中通入空
气、光照反应5min,停止通气反应结束。减压蒸馏除去乙醇、分离、水洗、烘干收到白色晶体
二硫化四乙基秋兰姆14.53g,收率为97.98%,液相色谱检测纯度为99.97%。
将7.39g二乙胺、90mL乙醇、0.052g苏木精加入250ml带盖的烧杯中。打开搅拌,在
0‑5℃下,缓慢加入7.81g二硫化碳,约1min加完,搅拌反应 5min。打开12W的LED蓝光光源,
光源位于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201空气泵(带气泡盘)向反应液中通入空
气、光照反应30min,停止通气反应结束。减压蒸馏除去乙醇、分离、水洗、烘干收到白色晶体
二硫化四乙基秋兰姆12.05g,收率为81.26%,液相色谱检测纯度为99.85%。
将7.39g二乙胺、90mL乙醇、0.111g苏木精加入250ml带盖的烧杯中。打开搅拌,在
0‑5℃下,缓慢加入7.81g二硫化碳,约1min加完,搅拌反应 5min。打开12W的LED蓝光光源,
光源位于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201空气泵(带气泡盘)向反应液中通入空
气、光照反应30min,停止通气反应结束。减压蒸馏除去乙醇、分离、水洗、烘干收到白色晶体
二硫化四乙基秋兰姆13.64g,收率为91.98%,液相色谱检测纯度为99.85%。
将40.06g二苄胺、500mL异丙醇、2.003g苏木精加入带有冷凝器的1L 三口烧瓶中。
打开磁力搅拌,在40‑46℃下,打开冷凝器冷却水开关,防止二硫化碳挥发跑掉,缓慢加入
17.18g二硫化碳,约30min加完,搅拌反应10min。打开12wLED蓝光光源,光源位于三口烧瓶
中间口上,高于液面5cm,打开氧气钢瓶(氧气浓度为99.9%),气体质量流量计控制氧气流
量为 1 .5L/min向反应液中通入氧气、光照反应50min,停止通气反应结束。过滤并收集母
液,烘干,得到白色二硫化四苄基秋兰姆53 .23g,收率为98 .07%。液相色谱检测纯度为
将40.06g二苄胺、500mL乙醇、2.003g苏木精加入1L烧杯中。打开磁力搅拌,在30‑
40℃下,缓慢加入17.18g二硫化碳,约20min加完,搅拌反应30min。打开12wLED蓝光光源,光
源位于液面中央,高于液面5cm,打开森森ct‑201空气泵(带气泡盘)向反应液中通入空气、
光照反应50min,停止通气反应结束。过滤、烘干,得到白色二硫化四苄基秋兰姆53.47g,收
将40.06g二苄胺、500mL异丙醇、2.003g苏木精加入带有冷凝器的1L 三口烧瓶中。
打开磁力搅拌,在50‑55℃下,打开冷凝器冷却水开关,缓慢加入17.18g二硫化碳,约30min
加完,搅拌反应10min。打开12wLED蓝光光源,光源位于三口烧瓶中间口上,高于液面5cm,打
开氧气钢瓶(氧气浓度为99.9%),气体质量流量计控制氧气流量为1.5L/min向反应液中通
入氧气、光照反应50min,停止通气反应结束。过滤、烘干,得到白色二硫化四苄基秋兰姆
将40.06g二苄胺、500mL异丙醇加入带有冷凝器的1L三口烧瓶中。打开磁力搅拌,
在40‑46℃下,打开冷凝器冷却水开关,防止二硫化碳挥发跑掉,缓慢加入17.18g二硫化碳,
约30min加完,搅拌反应10min。打开12wLED 蓝光光源,光源位于三口烧瓶中间口上,高于液
面5cm,打开氧气钢瓶(氧气浓度为99.9%),气体质量流量计控制氧气流量为1.5L/min向反
应液中通入氧气、光照反应50min,停止通气反应结束。过滤、烘干,得到白色二硫化四苄基
秋兰姆14.36g,收率为26.46%。液相色谱检测纯度为97.54%。
中间体溶液:二乙基二硫代氨基甲酸的乙醇溶液,以平流泵控制流速为 2ml/min;
氧气通过气体质量流量计控制,流速为2ml/min,氧气浓度为99.9%;反应液在光催化反应
①中间体溶液的制备:将73.9g二乙胺、500ml乙醇、0.517g苏木精加入1L烧杯中。
打开搅拌,控制温度20‑30℃,缓慢加入78.1g二硫化碳,约 30min加完,搅拌反应10min得到
反应器中进行反应。反应结束收集流出液,通过减压蒸馏、水洗过滤、烘干后得到白色二硫
中间体溶液:二乙基二硫代氨基甲酸的乙醇溶液,以平流泵控制流速为 2ml/min;
氧气通过气体质量流量计控制,流速为3ml/min,氧气浓度为99.9%;反应液在光催化反应
①中间体溶液的制备:将73.9g二乙胺、600ml乙醇、0.517g苏木精加入1L烧杯中。
打开搅拌,控制温度为20‑30℃,缓慢加入78.1g二硫化碳,约30min加完,搅拌反应10min得
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