氨基胍碳酸盐的合成和用途

简介

氨基胍碳酸盐是一种重要的绿色环保溶剂和工业中间体，广泛应用于有机合成、医药、农药和化工等工业领域。氨基胍碳酸盐内生基团能进行多种基化反应、缩合反应、缩合环化反应等[1]。目前，有关氨基胍碳酸盐的制备、设备改进、产品应用及其衍生产品的应用研究较多。

图1 氨基胍碳酸盐的结构式。

合成

图2 氨基胍碳酸盐的合成路线[2]。

在一装有 PH 计在线监测装置的 3000L 搪玻璃反应釜内投入 1500L 自来水和 150kg 水合肼(含量≥ 80％)，滴加 40％稀硫酸至 PH 值为 5 ～ 6，加入 1kg 磷酸二氢钠稳定剂， 分三次投入石灰氮(石灰氮总量为360kg，有效含 N 量≥ 22％，每次投入石灰氮为 120kg)， 强烈搅拌，使用流量计连续匀速滴加经稀硫酸，滴加过程中，用循环水将温度控制在 45℃左右，滴加至反应液pH为7.2-7.8 即可。滴加完毕后，升温，在 70℃保温 3 小时，保温过程中 保持反应液pH为7.2-7.8。向保温好的反应液中通入压缩空气 10 分钟，然后通过离心机 和减压真空将反应液过滤；过滤过程中，用40℃左右的温水冲洗滤饼，至滤液呈清水色止；滤液集中至一3000 L结晶釜内搅拌，缓慢均匀加入 300kg 碳酸氢铵，待氨基胍碳酸氢盐结晶 4 小时以上后，通过离心机分离，得到 376kg湿的氨基胍碳酸盐，含量83.6%，40℃真空干燥得 317kg 产品，含量为99.16％。以水合肼计算产品收率为 96.3%。合成路线如图2所示。

图3 氨基胍碳酸盐的合成路线[3]。

搅拌，将150-1701111工艺水与0.9-1.111101水合肼(62.5g， 80%)倒入1000ml三口烧瓶中，在转速60转每分钟、温度低于40摄氏度的搅拌条件下，通过滴管缓慢滴加30 %稀硫酸;步骤二:加热，当 稀硫酸滴加时，稀硫酸与水合肼生成白色的硫酸 肼，然后马上溶于水中，稀硫酸滴加完成后，打开水浴锅开关，将三口烧杯中溶液加热至39-41摄氏度。本发明合成方法避免使用石灰氮，简化生产操作、减少环境污染，没有石灰氮残渣，反应时不用过滤，没有可燃气体生成，降低安全隐患；与石灰氮法相比，缩短了保温时间，总体反应时间也大大缩短，提高了产品收率和质量，氨基胍碳酸盐含量可达99.5%。合成路线如图3所示。

作用

氨基胍碳酸盐是常用的碳酰化、烷基化和羰酰化试剂。氨基胍碳酸盐是吸湿性强的非质子环保型溶剂，用作硝化纤维素、纤维素醚和各类树脂等[4]。氨基胍碳酸盐分子中含氧量高，黏度较低，化学稳定性良好，能提高燃料的燃烧性能，显著改善电解液的倍率性能和低温性能。氨基胍碳酸盐能够聚合成聚碳酸酯类高附加值化学品，广泛应用于高性能树脂、医药、农药、合成材料、染料、涂装、润滑油添加剂、食品添加剂、燃油工业、电子化学品等领域[5]。

氨基胍碳酸盐类有机电解液具有宽电化学窗口、高离子迁移率，在充放电过程中，具有易燃性，存在安全隐患，影响电池的安全和循环寿命。将氨基胍碳酸盐添加到Na PF6/EC-DEC-FEC基础电解液中形成共溶剂，研究电极/电解液界面作用机理。当氨基胍碳酸盐添加量达到30%时（EDH523F），形成不可燃电解液[6]。循环150圈后的容量保持率从75.7%（EC-DEC提升至82.9%。相比于基础电解液，这种电解液的电池电极界面更稳定，界面阻抗更低，循环性能好。

另外，半导体制造中，蚀刻溶剂也常使用氨基胍碳酸盐，在衬底上形成源极/漏极结构和在源极/漏极结构上形成金属层，溶剂去除金属层的未反应部分，源极/漏极结构的顶部被金属层覆盖，源极/漏极结构的侧壁被氧化膜覆盖[7-8]。

参考文献

[1] S. Blais, S. Sabelle, R. Benni, Composition of brightening of keratinous fibers and process of brightening of keratinous fibers implementing this composition, L'Oreal, Fr. . 2022, p. 51pp.; Chemical Indexing Equivalent to 179:159722 (WO).

[2] S. Blais, S. Sabelle, R. Benni, Process for lightening keratin fibers, L'Oreal, Fr. . 2022, p. 55pp.; Chemical Indexing Equivalent to 179:159721 (WO).

[3] J. Zhang, Z. Ke, A reaction vessel for the preparation of aminoguanidine bicarbonate and its use method, Hubei Zhicheng Chemical Technology Co., Ltd., Peop. Rep. China . 2022, p. 14pp.

[4] Z. Ke, T. Wei, Green preparation of aminoguanidine bicarbonate, Hubei Zhicheng Chemical Technology Co., Ltd., Peop. Rep. China . 2022, p. 9pp.

[5] A.G. Aleksandrov, T.N. Savateeva-Lyubimova, K.V. Sivak, K.I. Stosman, I.N. Zhilinskaya, Protective effect of aminoguanidine against acute lung injury induced by influenza A(H1N1)pdm09 (mouseadapted) virus in mice with diabetes mellitus, J. Res. Pharm. 26(3) (2022) 523-533.

[6] P.D. Balakrishnan, P. Kanchana, N. Arunadevi, N.P. Rath, T. Premkumar, New Guanidinium and Aminoguanidinim Salts of 2-Hydroxypyridine-3-carboxylic acid: Preparation and spectral, structural, thermal, ADMET, biological, and molecular docking studies, J. Mol. Struct. 1269 (2022) 133818.

[7] R. Negishi, T. Saito, I. Higashimatsu, Method for surface treatment of copper and joining method of copper and tin, Mec Co., Ltd., Japan . 2022, p. 14pp.

[8] Z.Y. Qu, J. Luo, S.J. Zhou, Producing a terminal-functional polymer, BASF SE, Germany; BASF China Company Limited . 2022, p. 36pp.