本文關(guān)鍵詞：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】：尿素作為促進(jìn)農(nóng)作物生長的主要氮源,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遠(yuǎn)意義。N-正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)是當(dāng)前最有效的脲酶抑制劑,能延緩?fù)寥乐心蛩氐乃?且自身在土壤中自然降解為銨和磷,促進(jìn)根系吸收,具有廣泛的應(yīng)用前景。本文針對現(xiàn)有合成方法分離和提純難度大,多數(shù)需分離中間產(chǎn)物,反應(yīng)時(shí)間長,雜質(zhì)多,能耗高,收率低,對環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn),對現(xiàn)有的“一鍋法”進(jìn)行了改進(jìn)。以氨氣分別作為第一步反應(yīng)的縛酸劑和第二步胺化反應(yīng)的原料,將第一步反應(yīng)生成的活潑中間體直接串聯(lián)進(jìn)入第二步胺化反應(yīng),無需處理中間體。在改進(jìn)的合成方法中確定制備NBPT時(shí),以二氯甲烷為溶劑,制備N-苯基硫代磷酰二氯時(shí),以四氫呋喃為溶劑,并對反應(yīng)溶劑進(jìn)行了回收工藝開發(fā),在回收系統(tǒng)中,當(dāng)冷卻介質(zhì)溫度為0 o C,二氯甲烷的回收率為92%,四氫呋喃的回收率為88%。利用改進(jìn)的“一鍋法”合成了NBPT,以氨氣替代傳統(tǒng)液相試劑作為縛酸劑及后續(xù)胺化反應(yīng)的原料,考察了反應(yīng)溫度、原料摩爾比、氨氣流速、通氨間歇時(shí)間和胺化反應(yīng)溫度對產(chǎn)品收率的影響。優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件為:反應(yīng)溫度為0 o C,正丁胺與三氯硫磷的摩爾比為1.2:1,氨氣流速為15 m L/min,通氨間歇時(shí)間為30 min,胺化反應(yīng)溫度為10oC。在該條件下,N B P T收率達(dá)7 5.6%,采用紅外光譜(I R)、元素分析、核磁分析(NMR)和高效液相色譜分析(HPLC)對樣品進(jìn)行了表征,粗產(chǎn)物純度為97%。利用改進(jìn)的“一鍋法”對低聚核苷酸二硫代磷酸酯的中間體N-苯基硫代磷酰二氯進(jìn)行了制備,考查了反應(yīng)溫度、原料摩爾比、氨氣流速、通氨間歇時(shí)間和底物濃度對產(chǎn)品收率的影響。優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件為:反應(yīng)溫度為5 o C,三氯硫磷與苯胺摩爾比為1:1.4,通氨流速為2 0 m L/m i n,通氨間歇時(shí)間為2 5 m i n,底物濃度為1.4 m o l/L,單次通氨時(shí)間為30 min。在該條件下,N-苯基硫代磷酰二氯平均收率為6 1.4%,利用紅外(I R)、元素分析、核磁分析(N M R)、高效液相色譜分析(HPLC)等方法對產(chǎn)品進(jìn)行表征,確定了目標(biāo)產(chǎn)物的特征及性能。并根據(jù)粗產(chǎn)品在不同溶劑中溶解度,晶體形貌和受溫度影響的大小,開發(fā)出以乙酸乙酯與石油醚的混合溶劑作為重結(jié)晶溶劑,并確定了混合溶劑的最佳比例為乙酸乙酯與石油醚的體積比為1:5。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ450.1;O627.51
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本文編號：1271506