n-正丁基硫代磷酰三胺及其衍生物的合成研究

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1、西南科技大学工程硕士专业学位论文N-正丁基硫代磷酰三胺及其衍生物的合成研究作者姓名张亚莉所在学院材料科学与工程学院专业/领域化学工程学校导师廖辉伟教授校外导师胥宏高级工程师论文完成日期2016年5月20日ClassifiedIndex:O621.3U.D.C:547.1SouthwestUniversityofScienceandTechnologyEngineeringMasterDegreeThesisResearchonSynthesisofN-(n-Butyl)thiophosphoricTriamideanditsDerivativesCandidate:ZhangYaliColl

2、ege:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringSpeciality:ChemicalEngineeringSupervisor:Prof.LiaoHuiweiOutsideTeacher:SNENGR.XuHong独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用

3、和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要尿素作为促进农作物生长的主要氮源，施入土壤只有小部分被植物吸收。因此，提高尿素中氮元素的利用率具有深远意义。N-正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)是当前最有效的脲酶抑制剂，能延缓土壤中尿素的水解，且自身在土壤中自然降解为铵和磷，促进根系吸收，具有广泛的应用前景。本文针对现有合成方法分离和提纯难度大，

4、多数需分离中间产物，反应时间长，杂质多，能耗高，收率低，对环境污染严重等缺点，对现有的“一锅法”进行了改进。以氨气分别作为第一步反应的缚酸剂和第二步胺化反应的原料，将第一步反应生成的活泼中间体直接串联进入第二步胺化反应，无需处理中间体。在改进的合成方法中确定制备NBPT时,以二氯甲烷为溶剂，制备N-苯基硫代磷酰二氯时，以四氢呋喃为溶剂，并对反应溶剂进行了回收工艺开发，在回收系统中，当冷却介质温度为0oC，二氯甲烷的回收率为92%，四氢呋喃的回收率为88%。利用改进的“一锅法”合成了NBPT，以氨气替代传统液相试剂作为缚酸剂及后续胺化反应的原料，考察了反应温度、原料摩尔比、氨气流速、通氨间歇时

5、间和胺化反应温度对产品收率的影响。优化的实验条件为：反应温度为0oC，正丁胺与三氯硫磷的摩尔比为1.2:1，氨气流速为15mL/min，通氨间歇时间为30min，胺化反应温度为10oC。在该条件下，NBPT收率达75.6%，采用红外光谱（IR）、元素分析、核磁分析（NMR）和高效液相色谱分析(HPLC)对样品进行了表征，粗产物纯度为97%。利用改进的“一锅法”对低聚核苷酸二硫代磷酸酯的中间体N-苯基硫代磷酰二氯进行了制备，考查了反应温度、原料摩尔比、氨气流速、通氨间歇时间和底物浓度对产品收率的影响。优化的实验条件为：反应温度为5oC，三氯硫磷与苯胺摩尔比为1:1.4，通氨流速为20mL/mi

6、n，通氨间歇时间为25min，底物浓度为1.4mol/L，单次通氨时间为30min。在该条件下，N-苯基硫代磷酰二氯平均收率为61.4%，利用红外（IR）、元素分析、核磁分析（NMR）、高效液相西南科技大学硕士研究生学位论文第II页色谱分析(HPLC)等方法对产品进行表征，确定了目标产物的特征及性能。并根据粗产品在不同溶剂中溶解度，晶体形貌和受温度影响的大小，开发出以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂作为重结晶溶剂，并确定了混合溶剂的最佳比例为乙酸乙酯与石油醚的体积比为1:5。关键词：NBPT溶剂回收合成N-苯基硫代磷酰二氯一锅法西南科技大学硕士研究生学位论文第III页AbstractUreahas

7、becamethemainsourceofnitrogentopromotecropgrowth.Butafterureaappliedintothesoil,onlyafractionwasabsorbedbyplants.Therefore,improvingtheutilizationrateofureanitrogeninthereceivedwasmoreandmoreimportant.NBPTa