異丁基烯丙基硫氨酯的合成

徐慶華　徐曉

摘 要：異丁基烯丙基硫氨酯是一種良好的選礦捕收劑，其選擇性好，用量少，捕收力強，可提高銅精礦品位及銅金的回收率，是銅鋅等金屬硫化礦分離的優良捕收促進劑。本實驗采用三步合成法，利用丙烯胺，異丁基鈉黃藥和乙胺在一定條件下反應合成異丁基烯丙基硫氨酯，通過試驗確定了合成的最佳工藝條件，并考察了工藝條件對產品收率的影響，結果表明：此工藝生產的異丁基烯丙基硫氨酯的含量可以達到95%以上，收率可達到98%以上。

關鍵詞：異丁基烯丙基硫氨酯；三步法；捕收劑；工藝條件

關于異丁基烯丙基硫氨酯的研究及應用已有相關報道，報道得較多的是將硫氰酸鈉溶于水中，然后采用四丁基溴化銨為相轉移催化劑，升溫回流使硫氰酸酯異構化為異硫氰酸酯，靜置，分離，去除水分，然后與異丁醇反應合成異丁基烯丙基硫氨酯，此方法弊端是工藝非常復雜，并且中間產品含有強烈的芥末油味道非常刺鼻，難以實現生產上的推廣應用，并且合成的異丁基烯丙基硫氨酯有效含量偏低。

1 實驗原料及實驗過程

1.1 實驗原料

丙烯胺（98%），氯乙酸（97.5%），純堿NaCO3，異丁鈉黃藥（83%）

1.2實驗過程

采用三步反應工藝合成異丁基烯丙基硫氨酯，反應過程如下：

第一步為中和反應，第二步為酯化反應，第三步為胺化反應，具體過程如下：

中和：取1000毫升四口燒瓶，首先向燒瓶中加入少量水，然后加入氯乙酸，攪拌至氯乙酸安全溶解，緩慢加入碳酸鈉，由于碳酸鈉加入過程中會產生大量的氣泡，所以碳酸鈉加料過程一定要慢，直至生成的氣泡完全消失，pH值達到8-9之間。

酯化：控制溫度小于30℃，向燒瓶中添加異丁基鈉黃藥粉，維持溫度50℃左右，反應兩個小時，然后進行降溫處理。

胺化：降溫至溫度小于30℃后，在攪拌狀態下，向燒瓶內的酯化溶液中緩慢加入定量丙烯胺，待加料完畢后，控制溫度45℃保溫反應兩個小時，停止反應。

2 實驗反應數據分析

2.1 酯化溫度對異丁基烯丙基硫氨酯含量的影響

酯化溫度對產品含量的影響，見表1。

由表1可見，在其它條件相同的情況下，隨著反應溫度的升高，異丁基烯丙基硫氨酯產品含量有升高的趨勢，尤其是50-60℃范圍內，產品含量比較高，溫度再升高對異丁基烯丙基硫氨酯含量的影響很小，因此確定酯化反應溫度為50-60℃。

2.2 酯化時間對產品含量的影響

酯化時間對產品含量的影響見表2：

由表2可見，在其它條件相同的情況下，隨著反應時間的延長，該反應的產品含量呈現提高的趨勢，在2h條件下產品含量較高，能達到95%以上，以后再延長反應時間，產品含量變化不大，綜合考慮到人工成本及各種能耗與產品含量的比較，最終確定酯化反應時間為2h。

2.3 胺化溫度對產品含量的影響

由表3可見，40-45℃范圍內，產品含量比較高，最終胺化溫度為40-45℃。

2.4 胺化時間對異丁基烯丙基硫氨酯含量的影響

由表4見，在其它條件相同的情況下，隨著反應時間的延長，該反應的產品含量呈現提高的趨勢，在2小時到3小時反應范圍內，產品的含量變化不大，考慮到人工成本及各種能耗與產品含量的比較，最終確定胺化反應時間為2小時。

2.5 物料配比的影響

在其它條件相同的情況下，隨著丙烯胺投料量的增加，產品含量呈下降趨勢，而異丁粉投料量的增加對產品含量的影響不大，因此按照配料比n（異丁粉）∶n（氯乙酸）∶n（丙烯胺） =1：1：1.01投料反應效果最佳，收率也基本穩定在98%以上。

3 結果與討論

通過采用三步法合成異丁基烯丙基硫氨酯，工藝比較簡單，收率較高且比較穩定。通過反復試驗確定了合成的最佳工藝條件為：異丁粉：氯乙酸：丙烯胺按照物質的量比1：1：1.01，酯化溫度為50-60℃范圍內，酯化時間為2小時，胺解溫度為40-45℃范圍內，胺解反應時間為2小時。在此條件下合成的異丁基烯丙基硫氨酯收率達到98%以上，含量可以達到95%以上，并且性質非常穩定。