[发明专利]一种5-苯基四氮唑超细粉体的合成方法

说明书

本发明涉及一种5‑苯基四氮唑超细粉体的合成方法，其包括以下步骤，（1）以苯甲腈、水合肼和亚硝酸钠为原料，以水为溶剂，加热回流后生成5‑苯基四氮唑钠盐，使用酸中和，分离得到5‑苯基四氮唑粗品；（2）用芳香烃和水的混合溶剂重结晶得到5‑苯基四氮唑；（3）通过气流粉碎机粉碎得到的5‑苯基四氮唑超细粉体。本发明合成方法具有操作简单、纯度高、收率高以及易纯化的优点。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种5-苯基四氮唑超细粉体的合成方法。

背景技术

5-苯基四氮唑由于其较好的结构刚性和有机酸性，可以用作有机光导材料制备过程的稳定剂，提高有机光导材料的稳定性，延长有机光导材料的储存及使用时间，同时5-苯基四氮唑由于其分子外观结构特征可以作为化学机械抛光液的一种添加剂，化学机械抛光液是一种研磨液，在芯片抛光工艺中，它能够帮助去除表面的微米级/纳米级材料, 并使晶圆表面达到高度平坦，让下一步工艺可以进行。作为抛光液添加剂的5-苯基四氮唑产品纯度、产品晶型和产品粒度等都有非常严格的要求，目前医药生产使用的5-苯基四氮唑不能满足电子化学品的质量要求。电子信息材料领域使用的5-苯基四氮唑的产品质量指标需要达到产品纯度≥99.5%，产品粒径≤10um，产品晶型均匀分散、发气量符合要求的质量指标。

目前关于5-苯基四氮唑的合成方法都是关于医药级产品的合成方法，主要包括以下几个方面：（1）2010 年Steel 课题研究小组人员报道以三氯化铝作为催化剂，四氢呋喃(THF)作反应溶剂，利用叠氮化钠与苯甲腈合成5-苯基四氮唑。该反应虽然反应温度较低，但催化剂三氯化铝对反应条件比较苛刻，整个反应必须在无水情况下进行，反应时间较长，反应生成的产品纯度未见数据报道;（2）2013年Agrahari等人以苯甲腈和叠氮化钠为原料，高温下反应得到产品，反应中使用铜-镍配合物作为催化剂，反应后处理困难，反应收率70%，产品纯度较低，未见具体数据报道；（3）2018年Mitra等人提出以苯甲醛、盐酸羟胺和叠氮化钠为原料合成5-苯基四氮唑，但反应过程中用到了硫酸铈铵盐作为催化剂，催化剂不易得，成本较高，产品纯度为98.9%，反应收率为72%；同年，周贝提出以苯甲腈和叠氮化钠为原料反应，三氟甲磺酸镱为催化剂，DMF溶剂下加热得到产品收率为85%，产品纯度为98%；（4）2019年Rezaei课题组提出了以四氧化三铁和硅的配合物作为催化剂，苯甲腈和叠氮化钠反应，收率76%，催化剂不易得，不适合工业化生产，且产品纯度数据文中未报道。

由以上合成的报道可以看出关于5-苯基四氮唑的合成方法都是使用苯甲腈和叠氮化钠为原料反应得到产品，反应过程使用催化剂，催化剂价格昂贵不易得，且产品收率在70%-76%，产品纯度达不到99.5%的纯度要求，反应成本高、时间长。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种操作简单、高纯度、高收率以及易纯化的5-苯基四氮唑超细粉体的合成方法。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种5-苯基四氮唑超细粉体的合成方法，该合成方法为：

将亚硝酸钠加入到水中，开启搅拌，向反应体系通入氮气，再向反应体系缓慢加入水合肼，保持反应温度为15-25℃条件下进行缩合反应1-5h，向反应体系加入苯甲腈，滴加完毕后搅拌升温至85-95℃进行环合反应反应5-10小时生成5-苯基四氮唑钠盐，完成后向反应体系滴加酸溶液中和后降温至5-10℃析晶，再经过芳香烃-水重结晶过程制得符合质量要求的5-苯基四氮唑。反应过程如下式所示。

其中，原料和产品的结构式如下式所示。

进一步地，步骤（1）中，苯甲腈、水合肼和亚硝酸钠的质量比为1.05-1.2：1.02-1.1：1。

进一步地，步骤（1）中，溶剂和苯甲腈的质量比5：1-7：1。