試述二溴海因的應用技術和發展趨勢

朱偉

（華東師范大學理工學院，上海 200062）

時下,市場上流通的消毒抗菌劑種類繁多，但大多數都存在有毒有害、有污染、有殘留、有刺激性等不足的缺點。隨著我國經濟的發展，我國使用的殺菌劑在逐步向低毒、高效、操作方便的方向大發展,其中以溴代氯型二溴海因殺菌消毒劑已經代替了眾多消毒抗菌劑向低毒、高效、操作方便的方向發展。二溴海因它作為一種性能較好的高效消毒殺菌劑則是這一趨勢的主導產品，它的發展和生產銷售成了時下的一大熱點。

1.二溴海因的化學結構及特性

1.1 化學結構：二溴海因的化學結構是1，3一二溴一5，5一二甲基乙內酰脲 (1，3一dibromo一5，5一dimethylhydantoin，英文縮寫DBDMH)，又稱1，3一二溴一5，5一二甲基海因、1，3一二溴一2，4一咪唑啉二酮，簡稱二溴海因。

1.2 化學特性：二溴海因純品為白色結晶，具有類似漂白粉的氣味，熔點196℃～198℃，工業品一般為黃色或淡黃色固體，熔點194℃～197℃，易溶于濃硫酸和乙醇、苯、氯仿、丙酮等絕大多數有機溶劑，微溶于水，20℃時1L水能溶解0.22g。二溴海因在強酸或強堿中易分解，干燥時穩定。容易吸潮，吸潮后部分水解；水溶液呈弱酸性，0.1水溶液的pH為2.6；活性溴含量為54～559/5。

2.二溴海因的生產工藝

在生產中，我們通常用2一甲基一羥基丙腈和碳銨反應先得到二甲基海因 (DMH)，再與Brz在堿性介質中經過兩步溴化合成二溴海因(DBDMH)。DMH溴化合成DBDMH的機理是：DMH中連接在兩個亞胺氮原子上的氫原子為酸性氫 (1位氮上的氫原子pKa值為14，3位上的為9)，在堿性介質(如NaOH或NaHCO。)中，3位的酸性氫首先反應生成鈉鹽；當滴入溴后，Brz與堿性介質反應生成次溴酸鹽，次溴酸鹽與DMH的鈉鹽反應生成l位溴取代DMH鈉鹽，這是第1步，為溴化過程。

第2步，溴化所需次溴酸通常是由Br與水反應產生的，次溴酸中的Br將1位溴代DMH鈉鹽中的Na+取代后生成DBDMH，同時生成的NaOH被中和為鈉鹽和水。根據合成過程中選用的堿性介質的不同，工業生產中常見的合成方法有兩種：第1種是以NaOH為堿性介質，第2種是以堿性物質NaHCOa作介質。

據相關文獻報道，采用NaHCO3作堿性介質時，生成的DBDMH為白色，產率可達到93.49，純度98.2O%，無論產率還是外觀均明顯優于以NaOH為堿性介質；DMH與Brz合成時適宜的工藝條件為：反應溫度8℃，NaHCOa、DMH、Br2物質的量之比為 3：l：2。

3.二溴海因技術的應用

二溴海因是一種重要的化工產品，廣泛應用于化工、醫藥、農業等領域，具有穩定性好、有效溴含量和反應活性高等特點，常用作工業溴化劑、殺菌消毒劑等。

3.1 二溴海因是十分優良的溴化劑

由于N-Br鍵較活潑,目前可以進行4種類型反應:①溴化反應:α-碳上的氫被溴取代;②加成反應:次溴酸化;③取代反應:芳烴衍生物鄰位或對位上取代;④氧化反應:仲醇轉化成酮。

在以上這些反應中的反應速度及收率方面,二溴海因優于其他溴化劑，如N-溴代丁二酰亞胺、苯基三甲銨過溴化物、吡啶氫溴酸鹽過溴化物等，并具有活性溴含量高、貯存穩定性好、溴化高選擇性、使用經濟等特點，可廣泛用于化工、制藥工業中的烯丙基及芐基化合物和活性芳環上的溴化，雙鍵上的溴或溴化氫加成以及仲醇的選擇性氧化反應等。

如用二溴海因作溴化劑，一定溫度下在二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烷中攪拌反應，能高選擇性溴化6一甲氧基一2一酰基萘的萘環，得到高收率的溴代產物6一甲氧基一5一溴一2一酰基萘，該化合物是合成非甾體消炎鎮痛藥萘普生[(S)一(+)一2一(6，_甲氧基一2'- 萘基)丙酸]的關鍵中間體。

3.2 二溴海因是很好的消毒、殺菌劑

5 ，5 二甲基乙內酰脲的鹵化衍生物的殺菌作用主要是：在水中釋放次鹵酸和氧化作用；次鹵酸分解形成新生態氧的新生氧作用；釋放出的活化鹵素。與含氮的物質發生反應生成鹵化胺，干擾細菌細胞代謝的作用；二溴海因可使芽飽的細胞壁和核膜均有不同程度的破壞，而起到殺菌的作用，二溴海因作為新型的第二代的溴釋放性消毒劑，其水溶性pH值約為4.6，在水中能緩慢釋放出次溴酸和游離的活性溴，水中釋放出的自由溴與含氮的物質發生反應生成溴化胺。在含有H2S和NH3的環境中仍具有殺菌作用，剩余下5，5二甲基乙內酰脲，其在自然條件下被光、氧、微生物等在較短時間內分解為氨和二氧化碳，不會因為殘留而污染環境，不產生三氯甲烷等毒性產物。雖然在水中溶解度小(25"C為0.24%，60℃為0.34%)，但其在相當低的濃度時就具有強的消毒滅菌作用。

4 二溴海因的發展現狀及趨勢

二溴海因是一種重要的化工產品,應用于化工、醫藥和農業等行業,具有穩定性好、含溴量高和反應活性高等特點。在農業中,二溴海因主要用于水產養殖,包括池塘消毒、預防水體消毒、疾病治療等方面,而且在使用中不受水質、鹽度、pH值、水溫、有機物等的影響。另外,目前已有將二溴海因作為高效低毒消毒劑與硬脂酸單甘酯及吐溫-80復配,涂于臍橙表面以防霉保鮮,已取得良好效果,預計該保鮮劑也可用于其他水果和蔬菜的貯藏保鮮。

因此,隨著化工、醫藥等行業的不斷發展和人們生活水平的不斷提高,二溴海因的應用范圍和需求量將大大增加。

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