Θειική υδραζίνη, επίσης γνωστό ως θειική υδραζίνη, είναι ένας κόκκινος φολιδωτός κρύσταλλος ή ρομβικός κρύσταλλος. Η σχετική πυκνότητα είναι 1,37, το σημείο τήξης είναι 254 μοίρες και η αποσύνθεση συμβαίνει όταν συνεχίζεται η θέρμανση. Είναι ελαφρώς διαλυτό σε κρύο νερό και εύκολα διαλυτό σε ζεστό νερό. Το υδατικό διάλυμα είναι όξινο και αδιάλυτο σε αιθανόλη και αιθέρα. Είναι πολύ σταθερό στον αέρα και ευαίσθητο σε αλκάλια και οξειδωτικά. Έχει ισχυρή αναγωγιμότητα. Η υδραζίνη που παράγεται από την οξείδωση της αμμωνίας με υποχλωριώδες νάτριο παρασκευάζεται με αντίδραση με θειικό οξύ ή απευθείας με αντίδραση υδραζίνης με θειικό οξύ. Χρησιμοποιείται για τον βαρυμετρικό προσδιορισμό του νικελίου, του κοβαλτίου και του καδμίου, τον καθαρισμό σπάνιων μετάλλων και το διαχωρισμό πολωνίου και τελλουρίου, καθώς και για την κατακρήμνιση χλωρικών, υποχλωριωδών και καρβοξυλικών ενώσεων. Χρησιμοποιείται επίσης για την παρασκευή ισονιαζίδης, φουρασιλίνης, παραϋδραζίνης, άνυδρης υδραζίνης κ.λπ. Χρησιμοποιείται επίσης ως αναγωγικός παράγοντας, εντομοκτόνο και παράγοντας αποστείρωσης.
Παρασκευή θειικής υδραζίνης:
Μέθοδος 1: το υποχλωριώδες νάτριο παρασκευάστηκε με την αντίδραση χλωρίου και υδροξειδίου του νατρίου, στη συνέχεια αντέδρασε με αμμωνία για να παρασκευαστεί ένυδρη υδραζίνη, τελικά αφυδατώθηκε για να παρασκευαστεί υδραζίνη, και στη συνέχεια αντέδρασε με θειικό οξύ για να παρασκευαστεί θειική υδραζίνη.
Μέθοδος 2: Η θειική υδραζίνη συντέθηκε από ένυδρη υδραζίνη με ρίψη πυκνού θειικού οξέος. Τα συγκεκριμένα βήματα είναι τα εξής:
1) Αραιώστε μια ορισμένη ποσότητα ένυδρης υδραζίνης (80 τοις εκατό ) και στη συνέχεια προσθέστε την σε μια τετράλαιμη φιάλη και ψύξτε την αργά σε ένα λουτρό χαμηλής θερμοκρασίας.
2) Προσθέστε 98 τοις εκατό πυκνό θειικό οξύ στο σταγονόμετρο και ρίξτε το αργά στην τετράλαιμη φιάλη, διατηρήστε τη θερμοκρασία στη φιάλη σε περίπου 0-10 βαθμούς και μετρήστε το pH της με ένα χαρτί δοκιμής pH. Η πτώση μπορεί να σταματήσει όταν η τιμή του pH είναι 5-7.
3) Ψύξτε το διάλυμα αργά, ανακατέψτε το αργά και μετά κρατήστε το για 2 ώρες. λευκό στερεό μπορεί να καθιζάνει.
4) Προσθέστε την κατάλληλη ποσότητα μεθανόλης στο αναμεμειγμένο διάλυμα, κατακρημνίστε και διηθήστε για να ληφθεί στερεό θειικής υδραζίνης.
Μέθοδος 3: μέθοδος παρασκευής θειικής υδραζίνης, που περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα:
S1. Χρησιμοποιώντας βουτανόνη και αμμωνία ως πρώτες ύλες, αέρα ως οξειδωτικό, PdCl2 και CuCl2 ως καταλύτες, φορμαμίδιο και βρωμιούχο νάτριο ως συν-καταλύτες για τη σύνθεση βουτανόνης και αζώτου.
S2. Διαχωρισμός μιας ανώτερης ελαιώδης φάσης που περιέχει βουτανόνη και άζωτο και μιας υδατικής φάσης που περιέχει έναν καταλύτη.
S3. Η τιμή pH της διαχωρισμένης ελαιώδους φάσης ρυθμίζεται σε 1-4 με οξύ, και η βουτανόνη και το άζωτο υδρολύονται με οξύ σε άλας υδραζίνης και βουτανόνη.
S4. Ρυθμίστε την τιμή pH του διαλύματος που περιέχει άλας υδραζίνης σε 9-12, εξουδετερώστε το άλας υδραζίνης με αλκάλι για να δημιουργήσετε ένυδρη υδραζίνη, εξατμίστε όλη την ένυδρη υδραζίνη και το νερό στο διάλυμα και αποστάξτε το συμπύκνωμα σε διάλυμα ένυδρης υδραζίνης.
S5. Η θειική υδραζίνη παρασκευάζεται με την προσθήκη πυκνού θειικού οξέος στην ένυδρη υδραζίνη και το προϊόν θειική υδραζίνη λαμβάνεται με ψύξη κρυστάλλωσης, διήθηση αναρρόφησης, πλύση και ξήρανση.
Μέθοδος 4: μέθοδος παρασκευής υψηλής ποιότητας καθαρής θειικής υδραζίνης. Τα συγκεκριμένα βήματα προετοιμασίας είναι τα εξής: (1) προσθέστε καθαρό νερό στον αντιδραστήρα με γυάλινη επένδυση, προσθέστε αργά 98 τοις εκατό θειικό οξύ υπό ανάδευση και ψύξη, προσθέστε 80 τοις εκατό ένυδρη υδραζίνη σε 70-80 βαθμό μετά την προσθήκη και διηθήστε όσο είναι ζεστό , όπου η αναλογία μάζας καθαρού νερού, 98 τοις εκατό θειικού οξέος και 80 τοις εκατό ένυδρης υδραζίνης είναι 10:10:4. (2) Το διήθημα ρυθμίζεται σε pH=4-5 με θειικό οξύ ή ένυδρη υδραζίνη και αναδεύεται για 20-60λεπτά. Όταν το pH είναι αμετάβλητο, ψύχεται και κρυσταλλώνεται στους 25 βαθμούς, φυγοκεντρείται και κρυσταλλώνεται, πλένεται με απόλυτη αιθανόλη και ξηραίνεται στον αέρα σε θερμοκρασία δωματίου για να ληφθεί το τελικό προϊόν. Η μέθοδος παρασκευής είναι απλή στη διαδικασία. Με βάση τη βιομηχανική μέθοδο, έχει αναπτυχθεί μια μέθοδος παρασκευής χημικού αντιδραστηρίου θειικής υδραζίνης. Η ποιότητα του προϊόντος φθάνει το πρότυπο καθαρότητας υψηλής ποιότητας και είναι κατάλληλο για τις ανάγκες βιομηχανικής παραγωγής μεγάλης κλίμακας.
Η θειική υδραζίνη χρησιμοποιείται κυρίως ως πρώτη ύλη για την παρασκευή φαρμακευτικών προϊόντων και αζωδιισοβουτυρονιτριλίου βιομηχανικής ποιότητας. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως αναγωγικός παράγοντας, κυρίως ως αντιδραστήριο για επεξεργασία και ανάλυση επιφανειών μετάλλων, καθώς και για τον καθαρισμό σπάνιων μετάλλων. Στη γεωργία χρησιμοποιείται κυρίως ως εντομοκτόνο και απολυμαντικό. Τα παραδείγματα εφαρμογής του είναι τα εξής:
1. Προσδιορισμός ιχνών σεληνίου με θολερότητα θειικής υδραζίνης
Το σελήνιο είναι απαραίτητο ιχνοστοιχείο για πολλούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Έχει πολλές φυσιολογικές λειτουργίες όπως αντικαρκινική, αντιοξειδωτική και ανταγωνισμός επιβλαβών βαρέων μετάλλων. Μελέτες έχουν δείξει ότι πολλές κακοήθεις ασθένειες σχετίζονται στενά με την ανεπάρκεια σεληνίου, όπως ο καρκίνος του θυρεοειδούς, ο καρκίνος του παχέος εντέρου, η χρόνια πνευμονία, η πνευμονική φυματίωση, η νόσος Keshan, η νόσος Kashin Beck, ασθένειες του αναπαραγωγικού συστήματος και ούτω καθεξής. Επειδή το μεγαλύτερο μέρος της χώρας μας βρίσκεται στη ζώνη χαμηλού σεληνίου και η περιεκτικότητα του εδάφους σε σελήνιο είναι χαμηλή, οι άνθρωποι δίνουν όλο και μεγαλύτερη προσοχή στην αύξηση της πρόσληψης σεληνίου μέσω των τροφίμων και των φαρμάκων. Ωστόσο, το εύρος δόσης της δηλητηρίασης από σελήνιο είναι πολύ στενό, επομένως έχει σημαντική πρακτική σημασία ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε σελήνιο στα τρόφιμα και τα φάρμακα.
2. Για την παρασκευή 4-μεθυλοπυραζόλης
Η μεθυλοπυραζόλη είναι ένας αναστολέας της αλκοολικής αφυδρογονάσης που εγκρίθηκε από τον FDA των ΗΠΑ και παρήχθη από την ορφανή ιατρική στις αρχές του 1998. Χρησιμοποιείται κυρίως για τη διάσωση αλκοολών όπως η αιθυλενογλυκόλη, η αιθανόλη και η μεθανόλη. Πρώτον, το πυκνό θειικό οξύ και η ένυδρη υδραζίνη χρησιμοποιούνται ως πρώτες ύλες για την παραγωγή θειικής υδραζίνης με θέρμανση και αναρροή. Στη συνέχεια, θειικό οξύ, θειική υδραζίνη και ιωδιούχο κάλιο προστίθενται στον αντιδραστήρα, ισοβουτυραλδεΰδη προστίθεται υπό συνθήκες συνεχούς ανάδευσης για θέρμανση και αντίδραση αναρροής. Μετά την αντίδραση, το ρΗ του διαλύματος αντίδρασης ρυθμίζεται στο 7, και στη συνέχεια ο διαλύτης εκχυλίζεται, ξηραίνεται και εξατμίζεται για να ληφθεί η ακατέργαστη 4-μεθυλοπυραζόλη. Υποβολή του λαμβανόμενου ακατέργαστου προϊόντος σε πρωτογενή απόσταξη υπό κενό για καθαρισμό. Μετά τον αρχικό καθαρισμό, το προϊόν προστέθηκε στο μικτό υγρό οξικού αιθυλεστέρα και πετρελαϊκού αιθέρα για ανακρυστάλλωση, και τελικά, αποστάχθηκε και πάλι υπό μειωμένη πίεση για να ληφθεί προϊόν εξευγενισμένου με 4-μεθυλοπυραζόλη. Η 4-μεθυλοπυραζόλη που παρασκευάζεται από την εφεύρεση μπορεί να λειτουργήσει υπό κανονική πίεση, η μέθοδος παρασκευής είναι απλή και ευνοεί τη βιομηχανική παραγωγή. Η καθαρότητα της 4-μεθυλοπυραζόλης είναι υψηλή και η περιεκτικότητα της μεμονωμένης ακαθαρσίας είναι μικρότερη από 0,1 τοις εκατό, η οποία πληροί πλήρως τις απαιτήσεις ποιότητας.