CN108727302A - 一种环保型n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺（ns）合成工艺 - Google Patents

一种环保型n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺（ns）合成工艺 Download PDF

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Abstract

本发明是一种环保型N‑叔丁基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺(NS)合成工艺，包括的步骤有：(1)制备二硫化二苯并噻唑MBTS(DM)；(2)制备N‑叔丁基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺(TBBS或NS)。本发明所述的一种环保型N‑叔丁基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺(NS)合成工艺，优点在于氧化剂采用对环境无污染的双氧水；甲苯与水不互溶，易分离；甲苯可萃取水相中的叔丁胺，提高叔丁胺的回收率；NS纯度高达99％以上，整体收率高达97％以上。

Description

一种环保型N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)合成工艺
技术领域
本发明涉及化工废水处理领域，尤其涉及一种环保型N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)合成工艺。
背景技术
随着橡胶工业的发展，N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)适用于NR、SBR、BR以及其混合体，硫化速度快，硫化胶模量高，在轮胎或橡胶工业制品配方中单用或并用少量的超速促进剂。促进剂NS具有防焦、安全、无毒、硫化快等功能。
目前文献中报道NS的合成方法有:次氯酸钠氧化法、双氧水氧化法、氧气氧化法、点解法等。
其中比较成熟的方法为次氯酸钠氧化法和双氧水氧化法，但这两种方法均在水相体系中完成氧化反应，会产生大量难处理的高COD含盐废水，废水中有机污染物及无机盐的排放造成严重的环境污染。随着国家对环保的重视，对废水排放要求越来越高，减少废水量，降低废水处理难度成为新的研究方向。
为此，设计一种环保型N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)合成工艺，解决以上问题。
发明内容
本发明为克服以上不足，提供一种环保型N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)合成工艺，包括的步骤有：
(1)制备二硫化二苯并噻唑MBTS(DM)：
甲苯与硫酸溶液配制成为母液，将原料2-硫醇基苯并噻唑(MBT或M)与母液混合，并且打浆，随后滴加双氧水，反应时搅拌，反应完成后，过滤得到固体DM，母液经处理后可重复利用；
所述硫酸溶液的浓度控制为20-30％；
所述甲苯与硫酸溶液以体积比20:3配制成为母液，
所述原料M每1mol配合母液230ml；
反应时的搅拌速度控制为800转/分钟；
所述双氧水的浓度控制为25-30％；
所述双氧水与M的摩尔比控制为0.55-0.6:1；
所述双氧水的滴加时间持续2-3小时；
滴加双氧水时的反应温度控制为20-50℃；
滴加双氧水时的反应压力控制为101.25KPa；
(2)制备N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(TBBS或NS)：
将步骤(1)制备的DM与甲苯混合，加入叔丁胺，滴加双氧水，待反应完毕后后静置10min，分液，上层液体经减压蒸馏后得到NS；
所述DM每1-1.5mol配合甲苯400ml；
反应时的搅拌速度控制为800转/分钟；
所述双氧水的浓度控制为6-9％；
所述双氧水与M的摩尔比控制为0.55-0.6:1；
所述双氧水的滴加时间持续2-3小时；
滴加双氧水时的反应温度控制为40-50℃；
滴加双氧水时的反应压力控制为101.25KPa；
叔丁胺与DM摩尔比为2.5-3:1；
双氧水与DM的摩尔比为1:2。
进一步，所述步骤(1)和步骤(2)中双氧水的滴加时间持续2.5小时；
所述步骤(2)中所述双氧水的浓度控制为7.5％；
所述步骤(1)和步骤(2)中滴加双氧水时的反应温度控制为35℃。
本发明的有益效果是：
本发明所述的一种环保型N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)合成工艺，优点在于氧化剂采用对环境无污染的双氧水；甲苯与水不互溶，易分离；甲苯可萃取水相中的叔丁胺，提高叔丁胺的回收率；NS纯度高达99％以上，整体收率高达97％以上。
具体实施方式
以下将结合本发明的实施例进行详细叙述。
一种环保型N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)合成工艺，包括的步骤有：
(1)制备二硫化二苯并噻唑MBTS(DM)：
甲苯与硫酸溶液配制成为母液，将原料2-硫醇基苯并噻唑(MBT或M)与母液混合，并且打浆，随后滴加双氧水，反应时搅拌，反应完成后，过滤得到固体DM，母液经处理后可重复利用；
所述硫酸溶液的浓度控制为20-30％；
所述甲苯与硫酸溶液以体积比20:3配制成为母液，
所述原料M每1mol配合母液230ml；
反应时的搅拌速度控制为800转/分钟；
所述双氧水的浓度控制为25-30％；
所述双氧水与M的摩尔比控制为0.55-0.6:1；
所述双氧水的滴加时间持续2-3小时；
滴加双氧水时的反应温度控制为20-50℃；
滴加双氧水时的反应压力控制为101.25KPa；
(2)制备N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(TBBS或NS)：
将步骤(1)制备的DM与甲苯混合，加入叔丁胺，滴加双氧水，待反应完毕后后静置10min，分液，上层液体经减压蒸馏后得到NS；
所述DM每1-1.5mol配合甲苯400ml；
反应时的搅拌速度控制为800转/分钟；
所述双氧水的浓度控制为6-9％；
所述双氧水与M的摩尔比控制为0.55-0.6:1；
所述双氧水的滴加时间持续2-3小时；
滴加双氧水时的反应温度控制为40-50℃；
滴加双氧水时的反应压力控制为101.25KPa；
叔丁胺与DM摩尔比为2.5-3:1；
双氧水与DM的摩尔比为1:2。
进一步，所述步骤(1)和步骤(2)中双氧水的滴加时间持续2.5小时；
所述步骤(2)中所述双氧水的浓度控制为7.5％；
所述步骤(1)和步骤(2)中滴加双氧水时的反应温度控制为35℃。
实施例
第一步，将30ml的25％的硫酸与200ml甲苯混合配制成母液，然后加入84g的M，控制反应温度20～50℃，常压下，以800转/分钟的速度进行搅拌，以1.5ml/min的速率滴加32ml 27.5％的双氧水，滴加完成后继续搅拌10min过滤，得到固体DM和甲苯混合物湿重103g，液体分液，下层水相60ml，上层甲苯相180ml，将水相蒸发浓缩至30ml，与甲苯相混合，并补充20ml甲苯相，用于制备下一批DM。
第二步，将103g固体DM和甲苯混合物和100ml叔丁胺和200ml甲苯混合后打浆。控制反应温度40-50℃，常压下，以800转/分钟的搅拌速度进行搅拌。然后以2ml/min速度滴加9％的双氧水120ml，滴加完成后，静置分液。上层甲苯相经减压蒸馏，得冷凝液220ml为甲苯和叔丁胺混合物，可重复利用，得到固体为粗NS；140ml下层水相含有15±2％叔丁胺用于初步洗涤粗NS，用200ml清水二次洗涤粗NS，然后经过常压蒸馏，得到低于100℃馏分60ml，经测定含有叔丁胺30.5％，可精馏后循环使用；残液经过滤所得回收水270ml的COD为175mgO2/L，可再次使用，滤渣烘干后为1.5g，需集中处理。粗NS经洗涤、干燥、得到NS白色固体116g，NS纯度为99.5％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种环保型N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)合成工艺，其特征在于，
包括的步骤有：
(1)制备二硫化二苯并噻唑MBTS：
甲苯与硫酸溶液配制成为母液，将原料2-硫醇基苯并噻唑与母液混合，并且打浆，随后滴加双氧水，反应时搅拌，反应完成后，过滤得到固体DM，母液经处理后可重复利用；
所述硫酸溶液的浓度控制为20-30％；
所述甲苯与硫酸溶液以体积比20:3配制成为母液，
所述原料M每1mol配合母液230ml；
反应时的搅拌速度控制为800转/分钟；
所述双氧水的浓度控制为25-30％；
所述双氧水与M的摩尔比控制为0.55-0.6:1；
所述双氧水的滴加时间持续2-3小时；
滴加双氧水时的反应温度控制为20-50℃；
滴加双氧水时的反应压力控制为101.25KPa；
(2)制备N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺：
将步骤(1)制备的DM与甲苯混合，加入叔丁胺，滴加双氧水，待反应完毕后后静置10min，分液，上层液体经减压蒸馏后得到NS；
所述DM每1-1.5mol配合甲苯400ml；
反应时的搅拌速度控制为800转/分钟；
所述双氧水的浓度控制为6-9％；
所述双氧水与M的摩尔比控制为0.55-0.6:1；
所述双氧水的滴加时间持续2-3小时；
滴加双氧水时的反应温度控制为40-50℃；
滴加双氧水时的反应压力控制为101.25KPa；
叔丁胺与DM摩尔比为2.5-3:1；
双氧水与DM的摩尔比为1:2。
2.根据权利要求1所述的一种环保型N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)合成工艺，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中双氧水的滴加时间持续2.5小时；
所述步骤(2)中所述双氧水的浓度控制为7.5％；
所述步骤(1)和步骤(2)中滴加双氧水时的反应温度控制为35℃。
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