[发明专利]一种直接电化学氧化制备福美双的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硫化促进剂和杀菌剂的制备技术，特别是一种直接电化学氧化制备福美双的方法。

背景技术

福美双，化学名称为二硫化四甲基秋兰姆，分子式C₆H₁₂N₂S₄。广泛应用于橡胶硫化促进剂产业中。此外，它还是一种保护性杀菌剂，用作农作物病害的防治，种子处理，土壤处理等领域。

目前，福美双的合成方法主要采用化学法，即用氧化剂，如亚硝酸钠、氯气、双氧水、氧气等，氧化福美钠生成福美双。采用亚硝酸钠和氯气作为氧化剂时，这两种氧化剂在完成氧化后，都转化为其它化合物进入废水和废气中。不仅造成了环境污染，增加处理三废的费用，也增加了原料消耗，对设备腐蚀也比较大。采用双氧水氧化法时，生产成本高，且对设备要求也较高。因此，长期以来国内外积极开发福美双新的绿色生产工艺。前人曾采用纯氧取代氯气作为氧化剂，高压下反应制备福美双。虽然该法几乎对环境无污染，但需要空气分离设备或采用氧气钢瓶的方式。不仅增加了设备投资，而且安全性降低。在CN1370769A的专利中曾公开了一种制备方法。该方法仍然属于传统化学法的一种，是以压缩干燥空气来代替上述的纯氧。此法虽可以实现绿色生产，但仍采用催化剂和有机溶剂。不仅成本较高，而且产物分离工艺复杂。

有机电合成与传统的化学法相比，其本质是利用电子代替价格较高且易污染环境的氧化剂和还原剂。电极反应一般在温和条件下进行，不需加催化剂，电解液可循环使用，因而节约了原料，降低了成本。另外，由于反应物单一，所以产物易于分离和精制，产品纯度高、副产物少、基本无三废，是绿色工业。

发明内容

本发明的目的是针对目前制备福美双的传统化学氧化法存在的缺点，提供一种直接电化学氧化制备福美双的方法，该制备方法工艺简单、反应条件温和、成本低、适合规模化生产，是种绿色合成工艺。

本发明的技术方案：

一种直接电化学氧化制备福美双的方法，步骤如下：

1)将氢氧化钠水溶液和二甲胺水溶液混合后，在10-20℃条件下以1滴/2秒的速率缓慢滴加二硫化碳水溶液，调节pH值为8-10，反应结束后静置12h，制得福美钠水溶液；

2)利用带有隔膜的电解槽阳极室对福美钠水溶液进行直接电化学氧化，即将上述制得的福美钠水溶液注入到隔膜电解槽阳极室，将NaOH水溶液注入到隔膜电解槽阴极室，获得阳极产物；

3)将上述阳极产物过滤、水洗、60℃烘干、粉碎后，即可制得福美双原粉。

所述氢氧化钠水溶液的重量百分比浓度为30％；二甲胺水溶液的重量百分比浓度为40％；二硫化碳水溶液的重量百分比浓度为98％。

所述氢氧化钠、二甲胺和二硫化碳的摩尔比为1∶1∶1。

所述注入阳极室的福美钠水溶液的重量百分比浓度为10％-40％；注入阴极室的NaOH水溶液的浓度为20g-60g·L^-1。

所述带有隔膜的电解槽进行直接电化学氧化的工艺参数：电流密度为300-600mA·cm^-2、电解温度为30-70℃、电解时间为0.5-2小时。

本发明以清洁的电子作为反应剂，阳极氧化福美钠得到福美双。阴极产物是NaOH和H₂，不会污染环境，而生成的NaOH可做为反应物循环使用。反应的整个过程中无需任何催化剂和添加剂。其阳极反应方程式为：

本发明的优点是：制备工艺简单、反应条件温和、能耗低、适合规模化生产；产品纯度高、副产物少、基本无三废，是一种绿色合成工艺；阴极产物是高浓度氢氧化钠水溶液和氢气，阴极生成的氢氧化钠水溶液可做为原料用于福美钠的合成，在整个生产流程中可循环使用，降低了成本。

附图说明

图1为福美双傅里叶红外FTIR谱图。

图2为福美双高效液相HPLC色谱图。

具体实施方式

以下结合具体实例对本发明做进一步说明。以下实施例所用的为自己制作简易H型隔膜电解槽。阳极采用Pt电极，阴极采用不锈钢片，隔膜采用Nafion400。

实施例1：

一种直接电化学氧化制备福美双的方法，步骤如下：