叔丁基肼盐酸盐的制备与应用

简述

叔丁基肼盐酸盐又名特丁基肼盐酸盐，是一种重要的农药中间体，英文名是tert-Butylhydrazine hydrochloride，是一种化学式为C₄H₁₃ClN₂，分子量124.61的化学物质，常温常压下表现为白色结晶，溶于水。

制备与纯化

叔丁基肼盐酸盐可以利用微通道反应器连续制备，该方法包括如下步骤：第一步，将质量浓度为40～80%的水合肼与浓度为25～36%的盐酸在所述微通道反应器当中进行一次反应混合得盐酸肼溶液；第二步，将所述盐酸肼溶液与叔丁醇溶液在所述微通道反应器当中进行混合待用；第三步，将所述第二步当中混合后的物料进行二次反应得产品水溶液，后将所述产品水溶液进行连续浓缩达一定浓度，后进行降温结晶，过滤干燥得所述叔丁基肼盐酸盐。上述方法提高了反应速率和原料利用率，不仅避免了叔丁醇脱水生产烯烃类化合物的副反应的发生，而且反应易于控制，自动化程度高，生产周期短，三废排放少，总收率可达85%以上[1]。

为了进一步得到纯净叔丁基肼盐酸盐，研究人员对制备得到的物质进行了进一步的纯化。纯化工艺的操作步骤如下：在装有搅拌装置的反应容器中，分别加入乙醇，叔丁基肼盐酸盐，搅拌10~30分钟，冷却至0~4℃，加入三氯化铁。在0~4℃下反应1~3小时，反应结束立即过滤，少量冷乙醇洗涤滤饼，烘干即得。该发明工艺简单，大大提高了叔丁基肼盐酸盐的纯度。同时，生产过程中三废少，有利于环境保护，适合工业化生产[2]。

分析检测

文献公开了一种建立于柱前衍生化-高效液相色谱法测定叔丁基肼盐酸盐含量的方法。以苯甲醛为衍生化试剂，色谱柱为HypersilTM BDS C18，柱温为25℃，流动相为甲醇，流速为1.0 mL/min，检测波长为298 nm。结果表明，叔丁基肼盐酸盐在3.0 ～7.0mg范围内与其衍生物峰面积呈良好的线性关系，回归方程为Y=179 361X-112 865，R²=0.999，RSD=0.68%，平均回收率为100.40%。上述检测方法简便易行，样品前处理简单，具有较高的精密度与准确度[3]。

此外，还可采用内标法对其进行分析测试，结果快速，准确，标准偏差0.76，变异系数0.80%，标准加入法回收率达98.9%～101.2%[4]。

应用

综合各类文献，叔丁基肼盐酸盐的应用主要应用于农药领域。例如其可用于合成苯甲酰肼类杀虫剂抑食肼，双酰肼类杀虫剂虫酰肼(米满，tebufenozide)、氯虫酰肼(halofenozide)、甲氧虫酰肼(methoxyfenozide)和环虫酰肼(chromafenozide)，以及杀螨剂哒螨酮等。

虫酰肼是非甾族新型昆虫生长调节剂，是目前应用较为广泛的昆虫激素类杀虫剂。以叔丁基肼盐酸盐为起始原料，与对乙基苯甲酰氯反应合成N-(4-乙基苯甲酰基)-N'-叔丁基肼，反应收率97.9%。其再与3,5-二甲基苯甲酰氯反应即可合成虫酰肼，纯度大于96%，总收率大于86%[5]。

除了以上杀虫剂，叔丁基肼盐酸盐还可用于合成哒嗪酮类抑菌物质。具体地，以糠氯酸为原料，与叔丁基肼盐酸盐环合制得2-叔丁基-4,5-二氯-3(2H)哒嗪酮，随后与新合成的5-胺基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇衍生物发生亲核取代反应，反应合成了11个新型1,3,4-噻二唑硫醚哒嗪酮衍生物(7a~7k)。化合物的结构均经1H NMR，13C NMR，IR，MS(ESI)和元素分析表征。采用生长速率法测试了化合物对小麦赤霉病菌(G.zeae)，辣椒枯萎病菌(F.oxysporum)，苹果腐烂病菌(C.mandshurica)3种菌株的杀菌活性，在100 mg/L浓度下，化合物7a对小麦赤霉病菌的抑制率38.6%，7f对辣椒枯萎病菌的抑制率为54.6%[6]。

参考文献

[1]张传好,殷俊,周媛媛.一种连续制备叔丁基肼盐酸盐的制备方法:CN202010942422.6[P].CN112028788A.

[2]刘立业,赵文卓,史晋宜,等.一种叔丁基肼盐酸盐的纯化工艺:201811117326[P].

[3]刘立业,丁元生,史晋宜.柱前衍生化-高效液相色谱法测定叔丁基肼盐酸盐的含量[J].化学试剂, 2017, 39(1):3.DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2017.01.013.

[4]徐新晔.叔丁基肼盐酸盐的衍生化气谱法[J].现代农药, 2000, 000(003):19-20.

[5]杜升华,刘卫东,江国防.虫酰肼的合成[J].精细化工中间体, 2007.DOI:JournalArticle/5aeadacec095d70944f615a2.

[6]胡伟男,朱梅,漆亚云,等.新型1,3,4-噻二唑硫醚哒嗪酮衍生物的合成及生物活性[J].合成化学, 2021, 29(1):7.DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.19376.