N-正丁基硫代磷酰三胺及其衍生物的合成研究

发布时间：2017-12-09 19:08

  本文关键词：N-正丁基硫代磷酰三胺及其衍生物的合成研究

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【摘要】：尿素作为促进农作物生长的主要氮源,施入土壤只有小部分被植物吸收。因此,提高尿素中氮元素的利用率具有深远意义。N-正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)是当前最有效的脲酶抑制剂,能延缓土壤中尿素的水解,且自身在土壤中自然降解为铵和磷,促进根系吸收,具有广泛的应用前景。本文针对现有合成方法分离和提纯难度大,多数需分离中间产物,反应时间长,杂质多,能耗高,收率低,对环境污染严重等缺点,对现有的“一锅法”进行了改进。以氨气分别作为第一步反应的缚酸剂和第二步胺化反应的原料,将第一步反应生成的活泼中间体直接串联进入第二步胺化反应,无需处理中间体。在改进的合成方法中确定制备NBPT时,以二氯甲烷为溶剂,制备N-苯基硫代磷酰二氯时,以四氢呋喃为溶剂,并对反应溶剂进行了回收工艺开发,在回收系统中,当冷却介质温度为0 o C,二氯甲烷的回收率为92%,四氢呋喃的回收率为88%。利用改进的“一锅法”合成了NBPT,以氨气替代传统液相试剂作为缚酸剂及后续胺化反应的原料,考察了反应温度、原料摩尔比、氨气流速、通氨间歇时间和胺化反应温度对产品收率的影响。优化的实验条件为:反应温度为0 o C,正丁胺与三氯硫磷的摩尔比为1.2:1,氨气流速为15 m L/min,通氨间歇时间为30 min,胺化反应温度为10oC。在该条件下,N B P T收率达7 5.6%,采用红外光谱(I R)、元素分析、核磁分析(NMR)和高效液相色谱分析(HPLC)对样品进行了表征,粗产物纯度为97%。利用改进的“一锅法”对低聚核苷酸二硫代磷酸酯的中间体N-苯基硫代磷酰二氯进行了制备,考查了反应温度、原料摩尔比、氨气流速、通氨间歇时间和底物浓度对产品收率的影响。优化的实验条件为:反应温度为5 o C,三氯硫磷与苯胺摩尔比为1:1.4,通氨流速为2 0 m L/m i n,通氨间歇时间为2 5 m i n,底物浓度为1.4 m o l/L,单次通氨时间为30 min。在该条件下,N-苯基硫代磷酰二氯平均收率为6 1.4%,利用红外(I R)、元素分析、核磁分析(N M R)、高效液相色谱分析(HPLC)等方法对产品进行表征,确定了目标产物的特征及性能。并根据粗产品在不同溶剂中溶解度,晶体形貌和受温度影响的大小,开发出以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂作为重结晶溶剂,并确定了混合溶剂的最佳比例为乙酸乙酯与石油醚的体积比为1:5。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ450.1;O627.51
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本文编号：1271506