硫酸肼的应用及制备

背景及概述^[1][2]

硫酸肼又名硫酸联氨，红色鳞状晶体或斜方晶体。相对密度 1.37，熔点254℃，继续加热则分解。微溶于冷水，易溶于热水，水溶液呈酸性，不溶于乙醇和乙醚。在空气中很稳定，易受碱和氧化剂作用。有强烈的还原性。用次氯酸钠氧化氨生成的肼，与硫酸作用而制得，或直接由肼与硫酸作用而制得。用于重量法测定镍、钴、镉，稀有金属的提纯和钋与碲的分离，以及氯酸盐、次氯酸盐和羧基化合物的沉淀，也用于制异烟肼、呋喃西林、百生肼、无水肼等，还用作还原剂、杀虫剂和灭菌剂等。

应用^[2-4]

硫酸肼主要用作制造药品和工业级偶氮二异丁腈等的原料。还可以作还原剂，主要作用在金属表面处理、分析用试剂，也用于稀有金属的提纯。农业上主要用作杀虫剂、灭菌剂等。其应用举例如下：

1. 硫酸肼比浊法测定微量硒

硒( selenium) 是一种是包括人在内的许多生物必须的微量元素，具有抗癌、抗氧化、拮抗有害重金属等众多生理功能。研究表明，许多恶性疾病与硒缺乏关系密切，如甲状腺癌、大肠癌、慢性肺炎、肺结核、克山病、大骨节病、生殖系统疾病等。由于我国大部分国土处于低硒带，土壤中硒含量偏低，因此人们通过食补和药补等方式增加硒的摄入日益受到重视。但硒过量中毒的剂量范围很窄，在食品药品中测定硒的含量具有重要的现实意义。

2. 用于制备4-甲基吡唑

甲基吡唑是1998年初美国FDA批准由Orphan Medical公司生产的一种乙醇脱氢酶抑制剂，主要用于乙二醇、乙醇、甲醇等醇类中毒的解救。首先以浓硫酸和水合肼为原料，加热回流反应生成硫酸肼；然后将硫酸、硫酸肼和碘化钾加入反应器中，在不断搅拌的条件下加入异丁醛进行加热回流反应，反应后对其反应液调节pH至7，然后依次进行萃取、干燥、蒸出溶剂，得到4-甲基吡唑粗品；对其所得粗品进行初次减压蒸馏，以进行提纯；将初次提纯后的产品加入乙酸乙酯和石油醚的混合液进行重结晶，最后再次减压蒸馏，得到4-甲基吡唑精制品。利用本发明制备4-甲基吡唑，在常压条件下即可操作，制备方法简单，有利于工业化生产；所得产品4-甲基吡唑纯度较高，单个杂质含量小于0.1%，完全满足质量要求。

3. 用于制备一种偶氮二甲酰胺发泡剂

它是将淡肼氧化液冷冻至0~-10℃，过滤，回收十水碳酸钠；滴加98%硫酸于回收十水碳酸钠后的淡肼氧化液中，至pH=1-3，冷冻至0~-10℃，待硫酸肼析出完全后，趁冷过滤，结晶母液套用作肼合成配水，套用数次，当氯化钠饱和开始析出时，加热浓缩母液并趁热过滤分离氯化钠，加水、加热溶解硫酸肼，缓慢加入尿素溶液，进行缩合反应，缩合反应结束后，冷却料液，然后离心分离联二脲，加热浓缩缩合母液，冷却结晶，得到硫酸铵晶体，结晶母液套用作尿素配水。

制备 ^[1,5-6]

方法1：用氯和氢氧化钠作用，制得次氯酸钠，然后与氨反应，制得水合肼，最后脱水，制得肼，再与硫酸反应，可制得硫酸肼[1]：

方法2：以水合肼为原料，通过滴加浓硫酸的方法合成硫酸肼。具体步骤如下：

1) 将一定量的水合肼( 80%) 稀释，然后加入四口烧瓶中，在低温浴槽内缓慢降温。

 2) 将98% 的浓硫酸加入滴液漏斗内，并缓慢滴加至四口烧瓶内，保持烧瓶内温度在0 ～ 10℃左右，并用pH 试纸测量其酸碱度，在pH 值为5 ～ 7 时可停止滴加。

3) 将溶液缓慢降温，缓慢搅拌然后保温2 h，可沉降出白色固体。

4) 将混合溶液内加入适量甲醇，沉淀，过滤即可得硫酸肼固体。

方法3：一种硫酸肼的制备方法，包括如下步骤：

S1、以丁酮和氨为原料，以空气为氧化剂，用PdCl2和CuCl2作催化剂、甲酰胺和溴化钠作助催化剂合成丁酮连氮；

S2、将含有丁酮连氮的上层油相和含有催化剂的水相分离；

S3、分离的油相用酸调pH值至1～4，丁酮连氮被酸解为肼盐和丁酮；

S4、含有肼盐的溶液调pH值至9～12，肼盐被碱中和后生成水合肼，将溶液中的水合肼和水全部蒸出来，蒸馏冷凝液为水合肼溶液；

S5、向水合肼中加入浓硫酸制得硫酸肼,经冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥得产品硫酸肼。

方法5：一种优级纯硫酸肼的制备方法，具体制备步骤如下：(1)在搪玻璃反应釜中加入纯水，搅拌、冷却下缓缓加入98％硫酸，加完，在70-80℃下加入80％水合肼，趁热过滤，其中，纯水、98％硫酸和80％水合肼的质量比为10：10：4；(2)滤液使用硫酸或水合肼调节PH＝4-5，搅拌20-60min，待PH无变化，冷却结晶至25℃，离心分离结晶，使用无水乙醇洗涤，室温风干得成品；所述制备方法工艺简单，在工业方法的基础上，发展了一种化学试剂硫酸肼的制备方法，产品质量达到优级纯标准，适合规模化工业生产的需要。

主要参考资料

[1] 化学物质辞典

[2] 硫酸肼比浊法测定微量硒

[3] CN201210495970.4 4-甲基吡唑的制备方法

[4] CN200710131558.3生产ADC发泡剂的缩合及盐回收清洁生产工艺

[5] 水合肼制备硫酸肼的研究

[6] CN201710799610.6 一种硫酸肼的制备方法