二苯基卡巴腙的应用

背景及概述^[1][2]

二苯基卡巴腙( DPC)是一种重要的有机分析试剂.它能与许多重金属离子生成蓝、紫、红色螯合物，因此被广泛用作测定重金属离子如Cr ( IV )、Hg ( II)、Mo( V I)、Cu( II)等的显色试剂或光度试剂。由于二苯基卡巴腙的显色体系具有灵敏度高、重现性好、准确等优点，至今仍是检测痕量金属离子的一种重要的分析试剂，在分析化学、石油化工、环境保护等领域有着广阔的应用前景。二苯基卡巴腙( DPC)通常由二苯基卡巴肼氧化脱氢制得。文献报道的方法主要有两种，在碱性介质中用过氧化氢作氧化剂，或在酸性介质中用氯酸钾氧化。但都操作较烦，产率偏低，还有用三氯化铁作氧化剂，在室温搅拌下对二苯基卡巴肼进行单侧脱氢，简便、高效地合成了二苯基卡巴腙，产率达92%，该方法具有原料价廉易得、操作简便、条件温和、产物易分离纯化等特点。

应用^[2-5]

二苯基卡巴腙主要用作分析试剂、色谱分析试剂、吸附指示剂及络合指示剂，用于 检定镉、铬、铜、铁、汞、钼、铅、锌。其应用举例如下：

1.检测锅炉用水微量氯离子。测试方法为：在pH为2.3-3.2的水溶液中，氯离子(Cl-)与汞离子(Hg2+)反应生成溶于水而微解离的氯化汞，在pH为2.8-3.2的范围内，二苯卡巴腙[二苯偶氮碳酰肼(C13H12ON4)]与过量汞离子能形成紫色络合物，用发光光度计测量该紫色络合物吸光度，对比工作曲线确定被测溶液中氯离子(Cl-)的含量。

2.检测石灰石浆液中的痕量氯离子。利用氯离子与硝酸汞中的汞离子发生反应，形成微溶的氯化汞，滴定终点时，多余的汞离子与二苯卡巴腙指示剂反应生成紫色络合物，溶液颜色由黄绿色突变成紫色即为终点，最后根据硝酸汞的滴定量计算氯离子含量。所述方法操作简单，成本低，常规的滴定管就可完成该实验；排除了亚硫酸根的干扰，精度高，可检测几个ppm的氯离子；滴定终点变色明显，易辨别。

3.制备锌离子检测试纸。锌是微量元素的一种，在人体内的含量以及每天所需摄入量都很少，却对机体的发育却能起到举足轻重的作用。但是，过量的锌会对人的身体造成很大的危害，并且锌在土壤中富集，会使植物体中也富集而导致食用这种植物的人和动物受害。用含锌污水灌溉农田对农作物特别是小麦影响较大，会造成小麦出苗不齐，分蘖少，植株矮小、叶片萎黄。过量的锌还会使土壤失去活性，细菌数目减少，土壤中的微生物作用减弱。我国规定生活饮水的锌含量不得超过1.0mg/L，工业废水中锌及其化合物的最高排放浓度为5.0mg/L。因此，锌离子含量检测在工业生产、环境检测、农业应用、食品安全等领域具有重要意义。目前锌含量的检测方法有原子吸收分光光度法、双硫腙萃取法等，这些检测方法，不仅要求有实验室条件，而且操作复杂、检测时间长，费用也较高，不利于实现现场快速检测。有研究提供一种新的锌离子检测试纸及其制备方法和应用，该试纸制作简单，成本低廉，携带方便，能够在现场快速方便地检测锌离子浓度。具体包括显色试纸片，所述显色试纸片是由滤纸浸泡于浸渍液中，取出干燥后制得，所述浸渍液由二苯卡巴腙、盐酸羟胺、乙醇、硫代硫酸钠、蒸馏水组成。上述检测试纸制作简单、成本低廉，使用方便、不污染环境，有利环保，无需专业人员操作，特别适用于快速现场检测锌含量。

4.快速定性饰品六价铬。铬元素广泛分布于自然界和生物体内，主要以三价铬和六价铬存在。三价铬是人体必需的微量元素，累积量的毒性有待进一步证实；六价铬是明确的有毒有害，具有致癌并诱发基因突变的作用，目前以环境污染及RoHS范畴等广为老百姓所关注。六价铬的检测目前在环境、食品等领域中应用广泛，而在首饰检测领域，起步较晚。2003年，欧盟颁布了RoHS 指令(2002/95/EC)，严格限制了6种特定有害化学物质(包括六价铬)在电子电气产品中的使用，随即各国纷纷响应并通过相关法案，使该指令的限定范围扩展到各类材料和产品领域，其中包括首饰行业。有研究开发了一种快速测定饰品六价 铬的定性方法，包含以下步骤：利用二苯碳酰二肼作为六价铬的指示剂，若饰品表面含有六价铬，在酸性条件下与1，5-二苯卡巴肼反应，在该反应中六价铬被还原成三价铬，而二苯卡巴肼被氧化成二苯卡巴腙，三价铬与二苯卡巴腙进一步反应，生成一种红-紫罗兰色的复合物，通过观察是否有颜色生成判定饰品中有无六价铬存在，此方法可快速的定性判定，对检测可节省不少时间。

制备 ^[1][6]

方法1：取0.242g (1mmol)二苯基卡巴肼，5mL丙酮，加入装有搅拌装置的50mL两颈烧瓶中，微热、搅拌下使之完全溶解，加入0.54g (2mmol) FeCl₃· 6H₂O 溶于5mL2N H₂SO₄ 的溶液，颜色立即变为深红色.室温下搅拌15min，有絮状沉淀产生，一次加入冷蒸馏水15mL，冷水浴中静置，使沉淀析出完全，过滤，少量乙醚洗涤2～ 3次，真空50℃下干燥，得橙红色针状晶体，产率92%，熔点154～ 156℃

方法2：二苯基卡巴腙的合成方法，不需要采用苯肼和双氧水作为反应物，避免了苯肼毒性较强对合成操作人员健康危害较大，后续污染物处理成本减少，有利于降低工程成本，同时也避免了双氧水腐蚀性较强，减少了对设备耐腐蚀能力要求，也避免了双氧水稳定性较差，不利于长时间储存的弊端，反应中间环节减少了很多，反应时间也缩短不少，反应收率也提高。具体包括如下步骤：

A：在反应容器中加入1-苯基-5-(2-羟基-6-溴苯基)-卡巴肼，四氯化碳溶液，升高 溶液温度至40-47℃，加入二氧化铅，控制搅拌速度至130-170rpm，反应2-3h；

B：溶液分层，加入四氯化锆粉末，硫代乙醇酸溶液，氯化钾溶液，控制温度至20-27 ℃，加入丙胺溶液洗涤多次，苯乙腈溶液洗涤多次，二丙二醇一丁醚溶液中重结晶，脱水剂 脱水，得成品二苯基卡巴腙。

主要参考资料

[1] 合成二苯基卡巴腙的一种简便有效的新方法

[2] CN201210036058.2锅炉用水微量氯离子的测试方法

[3] CN200610095319.2硝酸汞滴定测量石灰石浆液中氯离子的方法

[4] CN201510035183.5一种锌离子检测试纸及其制备方法和应用

[5] CN201810696168.9一种快速测定饰品六价铬的定性方法

[6] CN201710715100.6有机分析试剂二苯基卡巴腙的合成方法