[发明专利]一种双氰胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成领域，尤其涉及一种双氰胺的制备方法。

背景技术

双氰胺(二氰二胺)化学式如下：

是单氰胺的二聚体，也是胍的氰基衍生物，白色结晶粉末，可溶于水、醇、DMF等，几乎不溶于醚和苯，不可燃，干燥是稳定。双氰胺是一种重要的精细化工中间体原料，广泛用于医药、染料、农药、电子、润滑剂等。例如：在医药合成中，用于制备磺胺类药物和硝酸胍等。

双氰胺的传统生产工艺是通过石灰氮水解，同时向反应体系中通入二氧化碳将体系中的钙以碳酸钙的形式沉淀下来，过滤浓缩得到单氰胺溶液，然后在碱性条件下使单氰胺发生二聚，在经过冷却、结晶、分离、干燥得到双氰胺。其反应方程式：

2CaCN₂+2H₂O→Ca(HCN₂)₂+Ca(OH)₂

Ca(HCN₂)₂+CO₂+H₂O→2H₂NCN+CaCO₃

上述石灰氮水解制备单氰胺，产生大量的废渣，并且石灰氮原料的生产污染环境非常严重，能耗大。在当下严峻的环保形势下，有必要且必须更新生产工艺。

发明内容

本发明针对现有技术存在的诸多不足之处，提供了一种双氰胺的制备方法，该方法用尿素与三氯氧磷在缚酸剂的存在下进行脱水聚合反应制得双氰胺；反应在50℃、常压条件下进行，反应结束后经碱洗、过滤、萃取、浓缩即得；本发明的方法通过尿素脱水制备双氰胺，可以有效的解决传统工艺中产生的废渣问题，该方法还有节能、绿色环保、收率高、工艺简单等优点。

本发明的具体技术方案如下：

一种双氰胺的制备方法，具体步骤如下：

将尿素和三乙胺一次性加入到四氢呋喃中，之后每间隔20分钟，分6次平均加入三氯氧磷，在40～60℃，常压下反应5～7小时，反应结束后产物经碱洗、过滤、萃取、浓缩得到双氰胺；

其中三氯氧磷与尿素的摩尔比为1:3～6；

三氯氧磷与三乙胺的摩尔比为1:3～10；

尿素与四氢呋喃的质量比为1:4～8。

上述反应的具体化学反应方程式如下：

所述方法中，碱洗采用饱和的NaHCO₃溶液。

所述方法中，萃取剂选用乙酸乙酯、乙酸丁酯中任意一种。

所述的碱洗、过滤、萃取、浓缩均为本领域的常规技术方案，发明人在此不再赘述；

现有的制备双氰胺的工艺是先通过石灰氮制备单氰胺，再聚合制备双氰胺，而本发明的上述工艺则通过选取专用的脱水剂和缚酸剂实现了尿素的一步脱水获得单氰胺，在单氰胺生成的同时还是实现了单氰胺聚合获得双氰胺的过程，实现了一锅法制备双氰胺，上述方案与现有技术相比不会产生废渣，且原料尿素价廉易得，克服了传统工艺中以石灰氮为原料的制备存在的高耗能、高污染等缺点。

综上所述，采用上述工艺通过尿素脱水制备双氰胺，可以有效的解决传统工艺中产生的废渣问题，该方法还有节能、绿色环保、收率高、工艺简单等优点。

具体实施方式

实施例1：

向四口烧瓶中加入0.05mol尿素，30mL四氢呋喃，0.045mol三乙胺，之后每间隔20分钟，分6次平均分批加入0.015mol三氯氧磷，在45℃下搅拌5小时，体系呈淡黄色透明液体。反应结束后减压蒸馏出去溶剂，用饱和的NaCO₃洗涤蒸馏产物，加乙醇除去体系中的盐，过滤。再用乙酸乙酯萃取产物，经液-质分析，液相定量分析，尿素转化率100％，收率为92.9％。

实施例2：

向四口烧瓶中加入0.5mol尿素，150mL四氢呋喃，0.45mol三乙胺，之后每间隔20分钟，分6次平均分批加入0.15mol三氯氧磷，在55℃下搅拌6小时，体系呈淡黄色透明液体。反应结束后减压蒸馏出去溶剂，用饱和的NaHCO₃洗涤蒸馏产物，加乙醇除去体系中的盐，过滤。再用乙酸乙酯萃取产物，经液-质分析，液相定量分析，尿素转化率100％，收率为87.3％。