硝酸脲的主要应用

背景及概述^[1-2]

尿素与硫酸、磷酸和硝酸等可以生成脲盐，硝酸作为液态酸在运输和使用造成不便，像此类非常重要的化工产品，工业上可用固体酸来替代。而硝酸脲［(NH2)2CO·HNO3］常温下呈固态，酸性比硝酸略低，化学性质稳定，能够弥补液体硝酸的不足。硝酸脲用于硝酸脲-硫酸体系中氯化苄的硝化，是一种有效的选择性硝化氯化苄的方法，产物收率和对位选择性达到98%和90%。以硝酸脲为硝化剂，对L-苯丙氨酸的“一锅法”硝化制备2，4-二硝基－L-苯丙氨酸的工艺，尿素的存在降低了硝酸的氧化性，提高了硝酰正离子的亲电能力，能够实现二硝化反应，产品收率达87.7%。硝酸脲作为固体解磷剂与“干法”进行的含氮磷复合肥料工艺一种和传统磷肥或氮磷复合肥生产工艺不同的生产工艺。在该新工艺中，硝酸脲作为一种中间产品对整个肥料质量的保证起着重要的作用，其作为尿素和硝酸的络合盐，再与干磷矿粉混合造粒得到硝脲磷肥产品，加入钾肥可制总养分大于30%的NPK复合肥。另外，硝酸脲继而用浓硫酸脱水，稀释即可制得硝基脲。硝基脲具有调节植物生长的作用，在土壤中施加硝基脲以控制杂草生长，选择性地调节植物的生长。

应用^[3-5]

硝酸脲可用作医药化工合成中间体，其应用举例如下：

1）制备一种无梯岩石硝铵炸药，由硝酸铵、木粉、改性硝酸脲和复合改良剂组成。其特点选用含有0.5%~1%硝铵炸药的改性硝酸脲代替梯恩梯，加入具有防潮、防结块和引发作用的复合改良剂，制成具有毒性小、爆轰感度高、机械感度低、爆炸性能和贮存性能优于2号岩石硝铵炸药的无梯岩石硝铵炸药，其爆速为3300~3600m·s-1，殉爆距离不小于7cm。由于使用了硝铵炸药的废酸制备改性硝酸脲，使成本低于制式工业硝铵炸药。本发明适用于中硬岩石、金铜矿开采爆破工程，亦适用于露天、无瓦斯、无矿尘爆炸危险矿井的爆破工程。

2）制备一种L-2，4-二硝基苯丙氨酸：将L-4-硝基苯丙氨酸溶于浓硫酸中，再加入硝酸脲或硝基脲，在0~100℃反应1~20h，硝酸脲或硝基脲与L-4-硝基苯丙氨酸的摩尔比是1.2~3.0∶1；将所得的反应产物加入冰水中，然后用碱性物质调节pH至中性，脱除溶剂，剩余固体用饱和脂肪醇进行重结晶，析出的黄色固体即为L-2，4-二硝基苯丙氨酸。采用本发明的方法生产L-2，4-二硝基苯丙氨酸的，具有安全性好、操作便捷、高收率的特点。

3）制备一种气味淡薄、浓度性质稳定、持续期长、使用方便的缓释型固体二氧化氯发生剂。缓释型固体二氧化氯发生剂由如下质量份数的组分制成：亚氯酸钠15～25份，硝酸脲10～20份，麦饭石40～50份，硫酸镁4～8份，硫酸钙4～8份，高吸水性树脂3～8份，β?环糊精2～6份。其制备方法是：将麦饭石打碎成小颗粒，在90～100℃下活化60～120分钟，使其内孔打开；以活化后的麦饭石为载体，添加硫酸镁和硫酸钙；添加亚氯酸钠和硝酸脲；辅以高吸水性树脂使其干燥；加入β?环糊精固表成颗粒状；使用抗氧化铝塑包装袋将固表后的颗粒状产品密封包装。本发明可广泛应用于空间环境净化领域。

制备^[1，6]

方法1：硝基脲的制备方法：700mL硫酸冷却至－4℃，在温度0℃的情况缓慢加入200g烘干后方法二制备的硝酸脲粉末，将反应物倒入1kg碎冰中，过滤。将制备的硝酸脲和硝基脲烘干后，分别配制成16－16－16含1%硝态氮的复合肥料(原料为磷酸一铵55%，氯化钾，硝酸脲/硝基脲，尿素)，作为油菜的基肥，施肥量为75kg/亩，设4个处理对照(不施肥)，16－16－16，16－16－16(含硝基脲)，16－16－16(含硝酸脲)，在温室中播种生长，50d后测定生长指标。

方法2：1)取40％～50％浓度的硝酸溶液和碳酰胺，其质量比为1∶1～3∶1；2)将上述硝酸溶液加入碳酰胺中，然后另外添加上述硝酸溶液和碳酰胺总量的0.3％～1％的缓冲溶液体系，缓冲溶液体系为醋酸与醋酸钠溶液混合而成，其质量比为1∶1，室温搅拌均匀，静置12h～36h，使其充分反应；3)反应后将中间体硝酸脲投入离心机中，甩掉废酸液，即得中间体硝酸脲。

主要参考资料

[1] 硝酸脲的制备与应用

[2] 硝酸脲的制备

[3] CN92103824.0无梯岩石硝铵炸药

[4] CN200910095644.2一种L-2，4-二硝基苯丙氨酸的合成方法

[5] CN201710819745.4一种缓释型固体二氧化氯发生剂及其制备方法

[6] CN201711209253.X一种酸化解堵用水基携带硝酸粉末的制造方法