[发明专利]一种成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法

权利要求书

1.一种成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法，其特征在于，包括：在隔式电化学反应器，施加一定电压，3-氨基-1，2，4-三唑-5-酮失去电子在阳极室中发生氧化脱氢偶联反应，生成3，3’-偶氮-1，2，4-三唑-5-酮，即合成得到偶氮三唑酮；3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮得到电子在阴极室中发生还原反应，生成3，3’-含氧偶氮-1，2，4-三唑-5酮，即合成得到含氧偶氮三唑酮；通过相应的分离手段，获得高纯度的3，3’-偶氮-1，2，4-三唑-5-酮和3，3’-含氧偶氮-1，2，4-三唑-5酮。

2.如权利要求1所述的成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法，其特征在于，所述隔式电化学反应器通过隔膜分隔为阴极室和阳极室；所述阳极室内装有阳极室电解液，所述阳极室电解液包括以一定浓度配比混合的3-氨基-1，2，4-三唑-5-酮和碱性电解质；所述阴极室内装有阴极室电解液，所述阴极室电解液包括以一定浓度配比混合的3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮和酸性电解质。

3.如权利要求1所述的成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法，其特征在于，所述3，3’-偶氮-1，2，4-三唑-5-酮的结构式为：

所述3，3’-含氧偶氮-1，2，4-三唑-5酮的结构式为：

4.如权利要求2所述的成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法，其特征在于，所述隔膜包括阴离子交换膜、阳离子交换膜、质子交换膜中的一种。

5.如权利要求1所述的成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法，其特征在于，所述的阴极室或阳极室的反应电极为碳电极、铂电极中的一种。

6.如权利要求1所述的成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法，其特征在于，所述的一定电压是指通过直流或者脉冲电源在反应电极上施加0～2V的反应电压。

7.如权利要求2所述的成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法，其特征在于，所述的碱性电解质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钾、碳酸铯中的至少一种，酸性电解质为盐酸，硫酸中的一种。

8.如权利要求1所述的成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法，其特征在于，所述的通过相应的分离手段，具体过程包括对阳极室的反应后所生成的黄色沉淀进行过滤，充分水洗、干燥，得到偶氮三唑酮产物；对阴极室反应后所生成的黄色沉淀进行过滤水洗，得到粗品，随后将pH调节为碱性，然后过滤杂质，然后再将pH调为酸性，然后过滤、洗涤、干燥，得到含氧偶氮三唑酮产物。

9.如权利要求2所述的成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法，其特征在于，所述3-氨基-1，2，4-三唑-5-酮和碱性电解质的摩尔比为1：1～2；所述3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮和酸性电解质的摩尔比为1：1～2。

10.如权利要求1所述的成对电化学合成偶氮三唑酮和含氧偶氮三唑酮的方法，其特征在于，所述阳极室或阴极室的反应电极为纳米铂修饰的碳电极，所述纳米铂修饰的碳电极的制备方法包括以下步骤：

步骤S1、将12g碳电极在浓硝酸溶液中浸泡洗涤，酸洗后用清水进行多次洗涤、烘干；

步骤S2、将碳电极放入浓度为10～100mM的3-氨基苯甲酸和200mM的氯化钠的乙醇混合溶液中，采用三电极体系，碳电极作为工作电极，银电极作为参比电极，铂片作为对电极，25～35℃下施加0～2.5V电压，以10～20mV/s的扫速进行循环电位扫描，水洗干燥后得到前体膜修饰的碳电极

步骤S3、将1g氯铂酸溶解于100ml水中，得到氯铂酸溶液，将前体膜修饰后的碳电极置于氯铂酸溶液中进行恒电位沉积5min，电位为﹣0.9VVS.SCE，使得铂沉积在前体膜的表面，水洗干燥后得到铂修饰的碳电极。