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590-28-3 / 氰酸鉀的用途

背景及概述[1]

氰酸鉀無色結晶性粉末,有氰化氫氣味,溶于熱水、甲醇、二氧六環和甘油,微溶于乙醇。制法:將氰化鉀用二氧化鉛氧化,或由碳酸鉀與尿素作用而得。氰酸鉀(鈉)的合成方法有多種,較早是由氧化劑如氧氣、空氣、過氧化物或氧化鉛將氰化鉀轉化為氰酸鉀,該法因使用氰化鉀,毒性大,操作不安全,并且產率低。

氰酸鉀的用途

目前,世界上對氰酸鉀的合成研究較多的國家為美國及日本。另外,歐洲一些國家的研究情況多見于專利報道,我國這方面的報道很少。據文獻報道,合成氰酸鉀的原料有含氮化合物如尿素、雙氰胺、三聚氰胺,鉀鹽有碳酸鉀、氫氧化鉀、亞硝酸鉀等。從反應相態看,有固態熔融法、吸收法、液相反應法和液固相反應法等。

用途[2-3]

氰酸鉀可用于有機合成,制催眠藥、除草劑等。

1)制備一種抗氧化劑1790。

原料包括氰酸鉀,非質子極性溶劑,2,6-二甲基-4-叔丁基-5-羥基芐基氯和催化劑,氰酸鉀和2,6-二甲基-4-叔丁基-5-羥基芐基氯的摩爾配比為=1~2:1;首先將氰酸鉀加入到非質子極性溶劑中,加入催化劑,加熱至80~140℃,加入2,6-二甲基-4-叔丁基-5-羥基芐基氯,繼續反應8~14小時,反應畢減壓脫去非質子極性溶劑,加入水,過濾得到粗品,水洗,粗品用乙醇和水重結晶,得到產品。該路線工藝簡單、條件相對溫和、反應時間相對較短,產品純度高、收率高、成本較低、產生的廢水較少,對環境有利,利于工業化生產。

2)合成仲丁脲,它采用CO2催化法合成仲丁脲。

包括以下步驟:將氰酸鉀用水溶解配成水溶液;將仲丁胺置于反應器中,加水稀釋;將氰酸鉀水溶液加入至仲丁胺中,攪拌混勻;向上述溶液中鼓入CO2氣體,進行反應;蒸出水及過量的仲丁胺;用醇類趁熱過濾得到副產K2CO3;將濾液減壓濃縮除去醇類,得到仲丁脲產品。本發明生產成本低,方法簡單,原料便宜,副產品碳酸鉀市場價值較高。本發明廣泛適用于合成化工中間體仲丁脲中,具有廣闊的市場前景。

制備[1]

1.固態熔融法

固態熔融法系將反應物加熱至高溫熔融,然后冷卻固化得產物,美國專利這方面報道較多。早在1933年,KloepferH就提出采用固態熔融法合成堿金屬氰酸鹽,他認為可采用堿金屬碳酸鹽或氫化物與尿素在干燥狀態下進行反應,反應開始時將堿金屬碳酸鹽與不足量的尿素在130~150℃反應,反應一段時間后,補加尿素以促使反應完全。

在專利實例中,將5kg尿素與5.3kg粉狀碳酸鈉充分混合并升溫至130~150℃反應,待反應過程中氨氣逸出停止后,補加1.5kg尿素,加熱反應至無氨氣逸出。通過采用含堿金屬氰酸鹽的水溶液洗滌產物,可提高氰酸鹽的濃度。固態熔融法雖能合成氰酸鉀,但該法也存在缺點,主要在于熔融技術要求高,高溫下氰酸鉀易分解為碳酸鹽、氰化物與氨,需進一步提純才可獲得商品氰酸鉀,因而使得熔融法合成氰酸鉀不經濟。

2.吸收法

1976年,JohannesDM提出堿金屬及堿土金屬氰酸鹽的制備方法:將堿金屬及堿土金屬的氫氧化物、氨基甲酸鹽或碳酸鹽水溶液(或料漿)與分解的尿素[氨氣與(異)氰酸的氣態混合物]反應即可制得。該發明的特點是在適宜的條件下,尿素可分解為氨氣及異氰酸的氣態混合物,隨后在一吸收器內該混合物與堿金屬及堿土金屬的鹽類如氫氧化物、氨基甲酸鹽、碳酸鹽反應,最后制得堿金屬及堿土金屬氰酸鹽。

3.液相反應法

1967年,DavisKE等提出將堿金屬氫氧化物(最好為氫氧化鈉或氫氧化鉀)溶液與尿素溶液反應制得相應的堿金屬氰酸鹽,制備溶液時可采用無水溶劑或水,反應溫度為250~600℃,氫氧化物水溶液質量分數>10%,尿素溶液質量分數>15%,或混合后分別為>5%和>7.5%

4.液固相反應法

ErnerW以碳酸鉀和尿素為原料,以亞砜或砜類物質為溶劑,合成了氰酸鉀[9]。該發明的特點是采用了對尿素及碳酸鉀有較強溶解能力的溶劑,如甲乙基亞砜、二乙基亞砜等。ErnerW在其專利實例中,將5mol碳酸鉀與13mol尿素溶解于4.0的甲乙基亞砜中,反應加熱并通入氮氣攪拌,在1h內反應溫度升至180℃,同時有氨、24.0c478水蒸氣、二氧化碳溢出,經0.25h后,溫度升至195℃,此時,從反應器中取樣,用硝酸鋇檢驗無碳酸鹽存在時,反應即可終止,將產物冷卻至室溫,過濾,用無水乙醇洗滌,得10mol份氰酸鉀,收率90%。

主要參考資料

[1] 化合物詞典

[2] CN201310421290.2一種抗氧化劑1790的合成方法

[3] CN200610038518.X合成仲丁脲的方法

[5] 氰酸鉀合成研究進展

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