一种苯骈噻唑‑2‑硫醇铜(I)的制备方法及其制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及苯骈噻唑‑2‑硫醇铜(I)(Cu(I)M)制备方法及其制备装置，采用乙醇为溶剂，2‑硫醇基苯并噻唑(M)为配体，亚磷酸为还原剂，硝酸铜为氧化剂和铜源，氧化还原法制备出相对稳定Cu(I)M，使用三颈烧瓶为反应容器，三颈烧瓶下部放在恒温水浴槽中，铁架台上固定电动搅拌器的上端，电动搅拌器的下端伸入到三颈烧瓶的溶液中，用于对三颈烧瓶中的溶液进行搅拌，三颈烧瓶上设置有温度计和乙醇冷凝装，利用DSC检测出了Cu(I)、M的热效应信息，Cu(I)M蕴含过剩能量，稳定性得到了有效提高，本发明专利技术提供了一种制备Cu(I)M方法，为进一步拓展其应用，揭示催化机理，提供了实验数据。

A benzothiazole 2 mercaptan copper (I) preparation method and device

The present invention relates to benzothiazole 2 mercaptan copper (I) (Cu (I) M) preparation method and device, using ethanol as solvent, 2 2-Mercaptobenzothiazole (M) as the ligand, phosphorous acid as reducing agent, copper nitrate as oxidant and copper source, oxidation reduction method preparation of a relatively stable Cu (I) M, using three necked flask as the reaction vessel, three necked flask on the lower in a constant temperature water bath, iron is fixed on the upper end of the electric blender, electric stirrer into solution three necked flask in the solution for the three neck flask to mix, three neck the flask is provided with a thermometer and ethanol condensation installed, detected by DSC Cu (I), the thermal effect of M, Cu (I) M contains excess energy, stability is effectively improved, the invention provides a preparation method of M Cu (I), to further expand its application, revealing catalytic mechanism, Experimental data are provided.

【技术实现步骤摘要】
一种苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)的制备方法及其制备装置
本专利技术涉及苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)的制备方法及其制备装置，属于化学领域。
技术介绍
配位化学凭借新颖结构与特殊功能，在光学、电学、磁学、催化等方面具有广阔的应用前景。设计、构筑具有特定结构和功能的配合物，满足现代生产工艺的需求，促进技术创新和产业升级，逐渐成为人们的研究热点。一价铜配合物涉及材料化学、结构化学、超分子化学等多领域，一价铜配合物的制备及其性能，考虑配体结构、配位性能和金属离子的配位取向控制，关键问题是提高配合物稳定性，从不同侧面证实其稳定性的提高和活性增强。一价铜配合物价格低廉、结构复杂、催化性能优异备受人们关注，稳定性偏差一直是限制其应用的主要瓶颈。苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)(Cu(I)M)配合物合成方法有：电化学合成法和经典化学合成法，电化学合成法对溶剂要求苛刻，导致应用前景受到限制；氧化还原法是经典化学合成法中最常用的一种。由于配体参与成键的轨道，必须与Cu+空轨道能量相近及对称匹配，电子云得到有效重叠，才能提高稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：Cu(I)配合物由于稳定性差，严重制约其应用。本专利技术采用均相体系制备出纯度高，稳定性好的Cu(I)M，较好解决了Cu(I)配合物稳定性差的难题，通过DSC分析检测，考察了Cu(I)M的稳定性。结构分析表明，Cu+和配体M中的五元杂环中S和N原子存在新型化学键，有利于提高Cu(I)M的稳定性。催化氧化法制备N-叔丁基-双（2-苯并噻唑）次磺酰胺(TBSI)，考察了Cu(I)M的催化性能，TBSI纯度为99.310%，Cu(I)M是较理想的催化材料。本专利技术的目的是这样实现的：一种苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)的制备方法的步骤如下：1.在水浴温度设定70℃条件下，三颈烧瓶5内加入无水乙醇作为溶剂，2-硫醇基苯并噻唑(M)为配体，亚磷酸为还原剂，硝酸铜为氧化剂和铜源，恒温水浴加热，制备出Cu(I)M；2.所述的2-硫醇基苯并噻唑(M)、亚磷酸、硝酸铜的原料投料摩尔比为：n(2-硫醇基苯并噻唑):n(亚磷酸):n(硝酸铜)=5:5:2；3.如权利要求2所述的一种苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)的制备方法，其特征在于：所述的三颈烧瓶5内加入无水乙醇作为溶剂，2-硫醇基苯并噻唑(M)为配体，亚磷酸为还原剂，硝酸铜为氧化剂和铜源，恒温水浴加热，制备出Cu(I)M的具体过程为：将2-硫醇基苯并噻唑（M）、亚磷酸(H3PO2)、硝酸铜(Cu(NO3)2)，分别溶解在无水乙醇中，2-硫醇基苯并噻唑(M)、亚磷酸、硝酸铜、无水C2H5OH的摩尔比为：n(2-硫醇基苯并噻唑):n(亚磷酸):n(硝酸铜):n(无水乙醇)=5:5:2:2-2.2，用分液漏斗滴加H3PO2的无水C2H5OH溶液，且该溶液的H3PO2与无水C2H5OH的摩尔比为1.1-1:1，每分钟滴加10ml，滴加1.0h，反应时间2.5h，制得Cu(I)M的悬浮液；4.如权利要求1所述的一种苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)的制备方法的装置，其特征在于：三颈烧瓶5下部放在恒温水浴槽6中，铁架台1上固定电动搅拌器2的上端，电动搅拌器2的下端伸入到三颈烧瓶5的溶液中，用于对三颈烧瓶5中的溶液进行搅拌，三颈烧瓶5上设置有温度计4，用于测量三颈烧瓶5内的温度，三颈烧瓶5还设置有冷凝管3，所述的冷凝管3上的冷凝管冷却水入口31、冷凝管冷却水出口32与外接水管连通用于冷却三颈烧瓶5内的气相乙醇。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1.本专利技术解决了Cu(I)配合物稳定性差的问题，Cu+和配体M中的五元杂环中S和N原子存在新型化学键，有利于提高Cu(I)M的稳定性；2.(Cu(I)M)配合物的纯度高，DSC检测结果表明Cu(I)M蕴含过剩能量，探针反应实验验证催化活性高；3.Cu(I)M为催化剂，廉价氧气为氧化剂，M和叔丁胺发生催化反应制备出TBSI纯度为99.310%，是清洁生产工艺，具有广阔发展前景。附图说明图1是制备Cu(I)M实验装置结构简图图2是不同干燥条件下Cu(I)M和M的差示扫描量热仪DSC曲线。具体实施方式附图标记说明：图1中：1.铁架台，2.电动搅拌器，3.冷凝管，31.冷凝管冷却水入口，32.冷凝管冷却水出口，4.温度计5.三颈烧瓶6.恒温水浴槽；图2中：1.自然干燥的Cu(I)M2.M3.干燥箱干燥的Cu(I)M。结合图1，本专利技术的一种苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)的制备方法的步骤如下，将三颈烧瓶5下部放在恒温水浴槽6中，铁架台1上固定电动搅拌器2的上端，电动搅拌器2的下端伸入到三颈烧瓶5的溶液中，用于对三颈烧瓶5中的溶液进行搅拌，三颈烧瓶5上设置有温度计4，用于测量三颈烧瓶5内的温度，三颈烧瓶5还设置有冷凝管3，所述的冷凝管3上的冷凝管冷却水入口31、冷凝管冷却水出口32与外接水管连通用于冷却三颈烧瓶5内的气相乙醇。在水浴温度设定70℃条件下，无水乙醇为溶剂，2-硫醇基苯并噻唑(M)为配体，亚磷酸为还原剂，硝酸铜为氧化剂和铜源，恒温水浴加热，制备出相对稳定Cu(I)M。原料投料摩尔比为：n(2-硫醇基苯并噻唑):n(亚磷酸):n(硝酸铜)=5:5:2，即2-硫醇基苯并噻唑（M）：亚磷酸(H3PO2)：硝酸铜(Cu(NO3)2)的摩尔比为5:5:2，称取8.4g的2-硫醇基苯并噻唑（M），4.1g亚磷酸(H3PO2)和4.8g硝酸铜(Cu(NO3)2)，分别溶解在2-2.2摩尔无水C2H5OH中。M和Cu(NO3)2的C2H5OH溶液，先加入到三颈烧瓶5中。用分液漏斗滴加H3PO2的乙醇溶液，1.0h，反应时间2.5h，刚开始反应液呈蓝色，15min后变为草绿色，30min后变为棕红色液相均一体；伴随时间延长，有白色沉淀产生，反应完成后得到Cu(I)M的悬浮液。由于H3PO2、Cu(NO3)2、M都溶于无水乙醇，而Cu(I)M不溶于乙醇，用无水乙醇来洗涤滤饼，得到纯度很高的Cu(I)M。采用美国TA公司SDTQ600型综合热分析仪，对Cu(I)M的热稳定性进行检测。检测条件:升温范围30～550℃，升温速度30℃/min，N2为保护气，流速100mL/min，Oringe8.0软件处理检测数据。配体M分别在188.1、312.1℃分别出现了吸收峰，188.1℃的吸收峰是M由固态转变为液态的相变引起的；312.1℃的吸收峰是由于M的分解产生的。干燥箱干燥的Cu(I)M分别在189.2、350.9℃分别出现了吸收峰，200.1℃出现了的放热峰；189.2℃是Cu(I)M由固态转变为液态的相变引起的；350.9℃的吸收峰是由于Cu(I)M的分解产生的。200.1℃的放热峰是由于Cu(I)M蕴含过剩能量产生的，由此推断Cu(I)M催化活性较强，稳定性有所提高。自然干燥的Cu(I)M分别在78.3、189.7、356.2℃分别出现了吸收峰，207.9℃出现了强放热峰；78.3℃是残留的溶剂酒精的挥发引起的；189.7是Cu(I)M由固态转变为液态的相变引起的；356.2℃的吸收峰是由于Cu(I)M的分解产生的。207.9℃的放热峰是由于Cu(I)M蕴含过剩能量产生的，由此推断Cu(I)M催化活性很强，稳定性较好。M基团拥有N和S原子，特别是N原子拥有孤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯骈噻唑‑2‑硫醇铜(I)的制备方法的步骤如下：在水浴温度设定70 ℃条件下，无水乙醇作为溶剂，2‑硫醇基苯并噻唑(M)为配体，亚磷酸为还原剂，硝酸铜为氧化剂和铜源，加入三颈烧瓶（5）内，恒温水浴加热，制备出苯骈噻唑‑2‑硫醇铜(I)（Cu(I)M）。

【技术特征摘要】
1.一种苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)的制备方法的步骤如下：在水浴温度设定70℃条件下，无水乙醇作为溶剂，2-硫醇基苯并噻唑(M)为配体，亚磷酸为还原剂，硝酸铜为氧化剂和铜源，加入三颈烧瓶（5）内，恒温水浴加热，制备出苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)（Cu(I)M）。2.如权利要求1所述的一种苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)的制备方法，其特征在于：所述的2-硫醇基苯并噻唑(M)、亚磷酸、硝酸铜的原料投料摩尔比为：n(2-硫醇基苯并噻唑):n(亚磷酸):n(硝酸铜)=5:5:2。3.如权利要求2所述的一种苯骈噻唑-2-硫醇铜(I)的制备方法，其特征在于：所述无水乙醇作为溶剂，2-硫醇基苯并噻唑(M)为配体，亚磷酸为还原剂，硝酸铜为氧化剂和铜源，加入三颈烧瓶（5）内，恒温水浴加热，制备Cu(I)M的具体过程为：将2-硫醇基苯并噻唑（M）、亚磷酸(H3PO2)、硝酸铜(Cu(NO3)2)，分别溶解在无水乙醇中，2-硫醇基苯并噻唑...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾太轩，郑勇，张长松，路有昌，宋海香，侯绍刚，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41