硫脲是一种白色光亮苦味晶体,分子式为CH4N2S。可以溶于冷水和乙醇,微溶于乙醚。在空气中,硫脲容易潮解。
硫脲
硫脲是一种重要化工原料和有机化工中间体,可用于生产磺胺咪唑、甲基硫氧嘧啶、蛋氨酸等药物,是驱蛔灵和避孕药的原料,合成抗甲状腺机能抗进药物、抗结核病药物、静脉注射麻醉药物等;在石油化工、医药化工同样具有广泛的应用前景,很多医药分子中都还有硫脲的结构片断。例如目前市场上很多口服降糖药、抗甲状腺药都属于硫脲类分子。在农业上,它还可用作杀菌剂、除锈剂、薯类发芽促进剂、家畜育肥剂以及抑制硝化肥料等。添加微量硫脲即可抑制土壤硝化,增加土壤的吸附性。
石灰氮法是我国硫脲生产的主要工艺,其反应原理为:(1)石灰氮水溶液吸收硫化氢,(2)硫氢化钙与氰胺化钙反应生成。具体的流程为:将石灰氮与水(回流母液或洗液)在合成反应釜中混合均匀,边搅拌边通入硫化氢气体进行反应生成硫脲溶液。此溶液过滤后,进入冷却结晶器进行冷冻结晶,结晶液离心分离,将晶体烘干即得成品。该工艺在生产实践中不断完善已经非常成熟,生产稳定性比较好,操作技术要求低,适于粗放生产方式,但是副产大量的固体废渣,每生产一吨硫脲将产生废渣2.7吨,造成巨大的环保压力。随着工农业及医药业的日益发展,硫脲及其衍生物的需求量不断增大,而硫脲生产的老工艺存在能耗大、固体废渣污染严重等问题。因此亟待开发成本低而又绿色环保的新工艺。
针对现有技术的不足,高鹏[1]提供了一种硫脲的合成方法,解决了现有技术中生产成本高、能耗大、污染大等问题。
以羰基硫与氨气为原料,合成目标产物硫脲,反应方程式如下:COS+2NH3→CS(NH2)2+H2O;具体步骤依次如下:(1)将溶剂甲醇500.14g加入反应器中;(2)加热升温至50℃,羰基硫以1L/min,氨气以3L/min通入反应器中反应120分钟;其中,羰基硫:氨气的摩尔比为1:3左右;(3)反应完成后降温结晶,得到硫脲固体与硫脲的甲醇溶液,折合硫脲收率91.18%,固体硫脲含量99.62%。
相对于传统工艺,该工艺能耗低,无副产物,便于下游使用,较为环保。该反应产物只有目标产物硫脲与水生成,并无其它较难处理的固废产生,操作步骤简单,原料易得且价格较低,反应无废弃物产生,具有很高的环保价值。
[1]高鹏,梁万根,张宁等. 一种硫脲的合成方法[P]. 山东省:CN110343060A,2019-10-18.