吡啶硫酮锌实验方案

吡啶硫酮锌实验方案第一组孔孟亭李云张颖一．实验原理：以2-氯吡啶为起始原料,在冰醋酸介质中用质量分数为30%H2O2直接氧化,再与NaSH进行巯基化,然后同ZnSO4螯合成盐得到吡啶硫酮锌(ZPT)。NClH2O2NOClNaSHNOSNaHClNOSHNaOHNOSNaZnSO4ZPT二．实验药品及仪器1.药品：2-氯吡啶（质量分数为99%）；硫氢化钠（质量分数为70%）；过氧化氢(质量分数为30%)；冰醋酸（工业品）；盐酸（工业品）；七水硫酸锌（化学纯剂）、氢氧化钠（化学纯剂）；碳酸钠（化学纯剂）。2.药品性质名称分子量相对密度沸点性状2-氯吡啶C5H4ClN113.551.209166(95.18kPa)℃；168-170℃无色液体，有毒冰醋酸C2H4O260.051.0492117.9℃无色液体，有强烈刺激性气味双氧水H2O234.011.46(无水)152.1℃(无水)无色透明液体，有微弱的特殊气味硫氢化钠NaHS56.061.79白色至无色、有硫化氢气味、立方晶体氢氧化钠NaOH40.012.131390℃熔融白色颗粒或条状，硫酸锌ZnSO4·7H2O287.541.957500(分解)无色斜方晶体、颗粒或粉末，无气味，味涩吡啶硫铜锌C10H8N2O2S2Zn317.7乳白色水分散体；灰白色粉末状固体3.仪器四口烧瓶（250ml)、搅拌器（套管）、电热套、温度计（100℃）、恒压滴液漏斗、量筒（25ml50ml）、布氏漏斗、抽滤瓶、烧杯、烘箱、三．实验步骤1.2-氯-N-氧吡啶的合成在250ml的四口烧瓶中,加入28.2mL2-氯吡啶，29ml冰醋酸和12mLH2O2(质量百分比浓度30%)及4g顺丁烯二酸酐，升温到40℃,搅拌1h。继续加49.5mLH2O2,升温到90℃,搅拌7h。加入氢氧化钠溶液调节pH为8.2,未反应的2-氯吡啶从溶液析出,分滤出浅黄色水溶液（即2-氯-N-氧吡啶的醋酸溶液）2.2-巯基-N-氧吡啶的合成向上述浅黄色水溶液中加入NaOH，溶液调pH值到9.7～10.7。称取14.9g硫氢化钠配成25%硫氢化钠溶液,用滴液漏斗慢慢滴加,10min钟内滴完，同时不断滴加NaOH溶液，保持溶液pH值不变,在95℃加热搅拌1h。3.2-巯基-N-氧吡啶钠盐的合成配制HCl溶液,加入产物(2)中,将溶液的pH值调节至3左右,剧烈的搅拌,会有大量白色沉淀产生，在75℃下搅拌0.5h。抽滤、烘干。得类白色晶体N-氧化-2-巯基吡啶（熔点(mp)67℃～69℃）4.吡啶硫酮锌的合成向混合液中分离出来的2-巯基-N-氧吡啶的钠盐中加入氢氧化钠，调节pH至6.5,升温到50℃,搅拌加热至固体溶解。称取12.7gZnSO4·7H2O配制成溶液,倒入溶有钠盐的烧杯中,大量白色沉淀产生,不断搅拌2h。抽滤,用水将产物洗4次,用乙醇洗1次,烘干。四．实验总结1.在氧化反应结束后,直接减压回收溶剂乙酸及少量2-氯吡啶和H2O2,回收液可作下批氧化工艺套用。2.在巯基化的时候,需要用氢氧化钠溶液将溶液的pH调节在9.7～10.7之间,因为第一步反应是在酸性条件下的,而第二步巯基化如果在酸性条件下进行,会使硫化钠和硫氢化钠中的硫变成硫化氢气体放出,而没有与2-氯-N-氧吡啶反应,这样会大大的降低产率。pH在9.7～10.7之间,可以抑止盐的水解,并且可以使产物溶解于水中,因为巯基在碱性条件下是可以溶于水的。3.pH要控制在4～5的环节是在加入Zn2SO4时。溶液中的2-巯基-N-氧吡啶的钠盐呈碱性,如果此时加入ZnSO4,会使—OH与Zn2+结合生成Zn(OH)2或ZnO22-,从而降低与目标反应物的量,从而降低产率,所以要在反应前将溶液的pH值用盐酸调节至4～5,这样才能保证Zn2+充分的生成螯合物。