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氰酸钾无色结晶性粉末,有氰化氢气味,溶于热水、甲醇、二氧六环和甘油,微溶于乙醇。制法:将氰化钾用二氧化铅氧化,或由碳酸钾与尿素作用而得。氰酸钾(钠)的合成方法有多种,较早是由氧化剂如氧气、空气、过氧化物或氧化铅将氰化钾转化为氰酸钾,该法因使用氰化钾,毒性大,操作不安全,并且产率低。
目前,世界上对氰酸钾的合成研究较多的国家为美国及日本。另外,欧洲一些国家的研究情况多见于专利报道,我国这方面的报道很少。据文献报道,合成氰酸钾的原料有含氮化合物如尿素、双氰胺、三聚氰胺,钾盐有碳酸钾、氢氧化钾、亚硝酸钾等。从反应相态看,有固态熔融法、吸收法、液相反应法和液固相反应法等。
氰酸钾可用于有机合成,制催眠药、除草剂等。
1)制备一种抗氧化剂1790。
原料包括氰酸钾,非质子极性溶剂,2,6-二甲基-4-叔丁基-5-羟基苄基氯和催化剂,氰酸钾和2,6-二甲基-4-叔丁基-5-羟基苄基氯的摩尔配比为=1~2:1;首先将氰酸钾加入到非质子极性溶剂中,加入催化剂,加热至80~140℃,加入2,6-二甲基-4-叔丁基-5-羟基苄基氯,继续反应8~14小时,反应毕减压脱去非质子极性溶剂,加入水,过滤得到粗品,水洗,粗品用乙醇和水重结晶,得到产品。该路线工艺简单、条件相对温和、反应时间相对较短,产品纯度高、收率高、成本较低、产生的废水较少,对环境有利,利于工业化生产。
2)合成仲丁脲,它采用CO2催化法合成仲丁脲。
包括以下步骤:将氰酸钾用水溶解配成水溶液;将仲丁胺置于反应器中,加水稀释;将氰酸钾水溶液加入至仲丁胺中,搅拌混匀;向上述溶液中鼓入CO2气体,进行反应;蒸出水及过量的仲丁胺;用醇类趁热过滤得到副产K2CO3;将滤液减压浓缩除去醇类,得到仲丁脲产品。本发明生产成本低,方法简单,原料便宜,副产品碳酸钾市场价值较高。本发明广泛适用于合成化工中间体仲丁脲中,具有广阔的市场前景。
1.固态熔融法
固态熔融法系将反应物加热至高温熔融,然后冷却固化得产物,美国专利这方面报道较多。早在1933年,KloepferH就提出采用固态熔融法合成碱金属氰酸盐,他认为可采用碱金属碳酸盐或氢化物与尿素在干燥状态下进行反应,反应开始时将碱金属碳酸盐与不足量的尿素在130~150℃反应,反应一段时间后,补加尿素以促使反应完全。
在专利实例中,将5kg尿素与5.3kg粉状碳酸钠充分混合并升温至130~150℃反应,待反应过程中氨气逸出停止后,补加1.5kg尿素,加热反应至无氨气逸出。通过采用含碱金属氰酸盐的水溶液洗涤产物,可提高氰酸盐的浓度。固态熔融法虽能合成氰酸钾,但该法也存在缺点,主要在于熔融技术要求高,高温下氰酸钾易分解为碳酸盐、氰化物与氨,需进一步提纯才可获得商品氰酸钾,因而使得熔融法合成氰酸钾不经济。
2.吸收法
1976年,JohannesDM提出碱金属及碱土金属氰酸盐的制备方法:将碱金属及碱土金属的氢氧化物、氨基甲酸盐或碳酸盐水溶液(或料浆)与分解的尿素[氨气与(异)氰酸的气态混合物]反应即可制得。该发明的特点是在适宜的条件下,尿素可分解为氨气及异氰酸的气态混合物,随后在一吸收器内该混合物与碱金属及碱土金属的盐类如氢氧化物、氨基甲酸盐、碳酸盐反应,最后制得碱金属及碱土金属氰酸盐。
3.液相反应法
1967年,DavisKE等提出将碱金属氢氧化物(最好为氢氧化钠或氢氧化钾)溶液与尿素溶液反应制得相应的碱金属氰酸盐,制备溶液时可采用无水溶剂或水,反应温度为250~600℃,氢氧化物水溶液质量分数>10%,尿素溶液质量分数>15%,或混合后分别为>5%和>7.5%
4.液固相反应法
ErnerW以碳酸钾和尿素为原料,以亚砜或砜类物质为溶剂,合成了氰酸钾[9]。该发明的特点是采用了对尿素及碳酸钾有较强溶解能力的溶剂,如甲乙基亚砜、二乙基亚砜等。ErnerW在其专利实例中,将5mol碳酸钾与13mol尿素溶解于4.0的甲乙基亚砜中,反应加热并通入氮气搅拌,在1h内反应温度升至180℃,同时有氨、24.0c478水蒸气、二氧化碳溢出,经0.25h后,温度升至195℃,此时,从反应器中取样,用硝酸钡检验无碳酸盐存在时,反应即可终止,将产物冷却至室温,过滤,用无水乙醇洗涤,得10mol份氰酸钾,收率90%。
[1] 化合物词典
[2] CN201310421290.2一种抗氧化剂1790的合成方法
[3] CN200610038518.X合成仲丁脲的方法
[5] 氰酸钾合成研究进展