簡述
亞氨基二乙腈，英文名Iminodiacetonitrile，簡稱IDAN，分子式C4H5N3，分子量95.10，外觀為淺黃色至褐色粉末，溶于水，溶解度約為6～7克(25 ℃)，還易溶于丙酮等有機溶劑[1]。需要注意的是，亞氨基二乙腈可燃，燃燒會分解為有毒氮氧化物煙霧。
物理性質(zhì)
密度：0.6 ～ 0.7g/cm3
熔點：75-78℃
沸點：337.5℃ at 760 mmHg
閃點：157.9℃
蒸汽壓：0.000104mmHg at 25℃
水解研究
亞氨基二乙腈在沒有外加催化劑的近鄰界水中可以順利發(fā)生水解。實驗測定了亞氨基二乙腈在近臨界水中(壓力10MPa，溫度200~260℃，反應(yīng)時間10~60min)的水解反應(yīng)動力學(xué)數(shù)據(jù)并考察了時間，溫度，壓力和初始反應(yīng)物/水比對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物產(chǎn)率的影響。在最佳反應(yīng)條件下，210℃，壓力10MPa，反應(yīng)時間20min，反應(yīng)物幾乎完全轉(zhuǎn)化，此時亞氨基二乙酸的產(chǎn)率可達到92.3mol%。根據(jù)一級反應(yīng)動力學(xué)，得到反應(yīng)的表觀活化能Ea和lnA(min-1)分別為(45.77±5.26)kJ/mol和8.6±0.1[2]。
制備方法
羥基乙腈與氨源反應(yīng)得到含有亞氨基二乙腈的反應(yīng)液，加入亞硫酸或能產(chǎn)生亞硫酸的物質(zhì)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH，然后經(jīng)結(jié)晶，分離，干燥得到亞氨基二乙腈產(chǎn)品。本發(fā)明的方法采用亞硫酸，有助于羥基乙腈在酸性條件下穩(wěn)定，避免發(fā)生聚合和分解反應(yīng)，同時亞硫酸可以脫除反應(yīng)液的顏色，改善產(chǎn)品外觀，得到的產(chǎn)品中亞氨基二乙腈含量大于97.0%，雜質(zhì)含量小于3%[3]。
分析檢測
利用高效液相色譜，采用外標法可以測定樣品中的亞氨基二乙腈的含量。具體地，紫外檢測波長為210nm，色譜柱為美國奧泰C185μm反相柱，用甲醇-水(體積比為10:500,pH=5.5)為流動相對樣品進行分析。檢測結(jié)果表明，線性相關(guān)系數(shù)為0.9994，標準 偏差為0.04，回收率為98.5%～101.5%[4]。
應(yīng)用
亞氨基二乙腈是一種重要的有機精細化工中間體，主要用于合成除草劑草甘膦，與草甘膦的生產(chǎn)、發(fā)展有著密切的關(guān)聯(lián)關(guān)系。此外，在染料、橡膠、化肥、電鍍、醫(yī)藥、建材、水處理、食品加工、合成樹脂、電子電器等領(lǐng)域也有廣泛的用途[5]。
亞氨基二乙腈水解制備雙甘膦的方法是在攪拌和壓力為-0.01～-0.04MPa及溫度20～100℃的條件下，以質(zhì)量百分含量≥95%亞氨基二乙腈為初始原料，與堿液水解制得亞氨基二乙酸鹽水溶液；在攪拌及溫度20～120℃的條件下，滴加摩爾數(shù)為亞氨基二乙腈摩爾數(shù)的1.0～1.5倍的三氯化磷，控制壓力-0.01～-0.04MPa；在加入三氯化磷前和/或后，加入酸性催化劑；三氯化磷加完后，在溫度≥80℃時加入甲醛，在100～120℃下反應(yīng)1～7小時，制得雙甘膦的懸浮液；懸浮液經(jīng)真空減壓回收甲醛再經(jīng)結(jié)晶，分離，洗滌和干燥，制得純度大于98%的雙甘膦產(chǎn)品。上述合成方法工藝路線簡短，節(jié)約設(shè)備投資及能耗，制造成本低，產(chǎn)品收率高[6]。
此外，電化學(xué)還原亞氨基二乙腈還可制備得到二乙烯三胺。在電解槽中，溶解于陰極液中的亞氨基二乙腈在陰極上發(fā)生電解反應(yīng)，生成二乙烯三胺。該方法通過電化學(xué)還原法，亞氨基二乙腈可以高選擇性的轉(zhuǎn)化為二乙烯三胺，避免了仲胺類產(chǎn)物如哌嗪等的生成。由于亞氨基二乙腈在偏酸性條件下穩(wěn)定，避免了現(xiàn)有技術(shù)中亞氨基二乙腈分解的問題，進而避免了亞氨基二乙腈分解產(chǎn)物毒化催化劑，導(dǎo)致反應(yīng)過程無法持續(xù)的問題。該制備方法，反應(yīng)條件溫和，二乙烯三胺反應(yīng)產(chǎn)物收率高，產(chǎn)品分離工藝簡單，極具工業(yè)化前景[7]。
參考文獻
[1]汪家銘.亞氨基二乙腈生產(chǎn)現(xiàn)狀與市場前景[J].上海化工, 2008, 33(11):3.DOI:10.3969/j.issn.1004-017X.2008.11.009.
[2]段培高,王炫,戴立益.近臨界水自催化下亞氨基二乙腈水解反應(yīng)研究[J].功能材料, 2007, 38(11):5.DOI:10.3321/j.issn:1001-9731.2007.11.029.
[3]丁永良,鄭道敏,尹應(yīng)武,等.亞氨基二乙腈的脫色方法:CN201510310405.X[P].CN105315173B.
[4]潘暉,廖艷.高效液相色譜法測定亞氨基二乙腈[J].農(nóng)藥, 2007, 46(10):2.DOI:10.3969/j.issn.1006-0413.2007.10.013.
[5]汪家銘.草甘膦合成新型替代材料亞氨基二乙腈(上)[J].四川化工, 2008.DOI:JournalArticle/5aed4589c095d710d40a3a22.
[6]王國成,陳貴林,蔡忠安,等.亞氨基二乙腈水解制備雙甘膦的方法:CN200610021786.0[P].CN1916005[2024-11-23].DOI:CN1916005 A.
[7]陳長生,杜旺明,劉釋水,等.電化學(xué)還原亞氨基二乙腈制備二乙烯三胺的方法.CN201810407708.7.