朱偉

（華東師范大學(xué)理工學(xué)院，上海 200062）

時(shí)下,市場(chǎng)上流通的消毒抗菌劑種類繁多，但大多數(shù)都存在有毒有害、有污染、有殘留、有刺激性等不足的缺點(diǎn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)使用的殺菌劑在逐步向低毒、高效、操作方便的方向大發(fā)展,其中以溴代氯型二溴海因殺菌消毒劑已經(jīng)代替了眾多消毒抗菌劑向低毒、高效、操作方便的方向發(fā)展。二溴海因它作為一種性能較好的高效消毒殺菌劑則是這一趨勢(shì)的主導(dǎo)產(chǎn)品，它的發(fā)展和生產(chǎn)銷售成了時(shí)下的一大熱點(diǎn)。

1.二溴海因的化學(xué)結(jié)構(gòu)及特性

1.1 化學(xué)結(jié)構(gòu)：二溴海因的化學(xué)結(jié)構(gòu)是1，3一二溴一5，5一二甲基乙內(nèi)酰脲 (1，3一dibromo一5，5一dimethylhydantoin，英文縮寫DBDMH)，又稱1，3一二溴一5，5一二甲基海因、1，3一二溴一2，4一咪唑啉二酮，簡(jiǎn)稱二溴海因。

1.2 化學(xué)特性：二溴海因純品為白色結(jié)晶，具有類似漂白粉的氣味，熔點(diǎn)196℃～198℃，工業(yè)品一般為黃色或淡黃色固體，熔點(diǎn)194℃～197℃，易溶于濃硫酸和乙醇、苯、氯仿、丙酮等絕大多數(shù)有機(jī)溶劑，微溶于水，20℃時(shí)1L水能溶解0.22g。二溴海因在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中易分解，干燥時(shí)穩(wěn)定。容易吸潮，吸潮后部分水解；水溶液呈弱酸性，0.1水溶液的pH為2.6；活性溴含量為54～559/5。

2.二溴海因的生產(chǎn)工藝

在生產(chǎn)中，我們通常用2一甲基一羥基丙腈和碳銨反應(yīng)先得到二甲基海因 (DMH)，再與Brz在堿性介質(zhì)中經(jīng)過(guò)兩步溴化合成二溴海因(DBDMH)。DMH溴化合成DBDMH的機(jī)理是：DMH中連接在兩個(gè)亞胺氮原子上的氫原子為酸性氫 (1位氮上的氫原子pKa值為14，3位上的為9)，在堿性介質(zhì)(如NaOH或NaHCO。)中，3位的酸性氫首先反應(yīng)生成鈉鹽；當(dāng)?shù)稳脘搴?，Brz與堿性介質(zhì)反應(yīng)生成次溴酸鹽，次溴酸鹽與DMH的鈉鹽反應(yīng)生成l位溴取代DMH鈉鹽，這是第1步，為溴化過(guò)程。

第2步，溴化所需次溴酸通常是由Br與水反應(yīng)產(chǎn)生的，次溴酸中的Br將1位溴代DMH鈉鹽中的Na+取代后生成DBDMH，同時(shí)生成的NaOH被中和為鈉鹽和水。根據(jù)合成過(guò)程中選用的堿性介質(zhì)的不同，工業(yè)生產(chǎn)中常見的合成方法有兩種：第1種是以NaOH為堿性介質(zhì)，第2種是以堿性物質(zhì)NaHCOa作介質(zhì)。

據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，采用NaHCO3作堿性介質(zhì)時(shí)，生成的DBDMH為白色，產(chǎn)率可達(dá)到93.49，純度98.2O%，無(wú)論產(chǎn)率還是外觀均明顯優(yōu)于以NaOH為堿性介質(zhì)；DMH與Brz合成時(shí)適宜的工藝條件為：反應(yīng)溫度8℃，NaHCOa、DMH、Br2物質(zhì)的量之比為 3：l：2。

3.二溴海因技術(shù)的應(yīng)用

二溴海因是一種重要的化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，具有穩(wěn)定性好、有效溴含量和反應(yīng)活性高等特點(diǎn)，常用作工業(yè)溴化劑、殺菌消毒劑等。

3.1 二溴海因是十分優(yōu)良的溴化劑

由于N-Br鍵較活潑,目前可以進(jìn)行4種類型反應(yīng):①溴化反應(yīng):α-碳上的氫被溴取代;②加成反應(yīng):次溴酸化;③取代反應(yīng):芳烴衍生物鄰位或?qū)ξ簧先〈?④氧化反應(yīng):仲醇轉(zhuǎn)化成酮。

在以上這些反應(yīng)中的反應(yīng)速度及收率方面,二溴海因優(yōu)于其他溴化劑，如N-溴代丁二酰亞胺、苯基三甲銨過(guò)溴化物、吡啶氫溴酸鹽過(guò)溴化物等，并具有活性溴含量高、貯存穩(wěn)定性好、溴化高選擇性、使用經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，可廣泛用于化工、制藥工業(yè)中的烯丙基及芐基化合物和活性芳環(huán)上的溴化，雙鍵上的溴或溴化氫加成以及仲醇的選擇性氧化反應(yīng)等。

如用二溴海因作溴化劑，一定溫度下在二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烷中攪拌反應(yīng)，能高選擇性溴化6一甲氧基一2一?；恋妮镰h(huán)，得到高收率的溴代產(chǎn)物6一甲氧基一5一溴一2一?；?，該化合物是合成非甾體消炎鎮(zhèn)痛藥萘普生[(S)一(+)一2一(6，_甲氧基一2'- 萘基)丙酸]的關(guān)鍵中間體。

3.2 二溴海因是很好的消毒、殺菌劑

5 ，5 二甲基乙內(nèi)酰脲的鹵化衍生物的殺菌作用主要是：在水中釋放次鹵酸和氧化作用；次鹵酸分解形成新生態(tài)氧的新生氧作用；釋放出的活化鹵素。與含氮的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成鹵化胺，干擾細(xì)菌細(xì)胞代謝的作用；二溴海因可使芽飽的細(xì)胞壁和核膜均有不同程度的破壞，而起到殺菌的作用，二溴海因作為新型的第二代的溴釋放性消毒劑，其水溶性pH值約為4.6，在水中能緩慢釋放出次溴酸和游離的活性溴，水中釋放出的自由溴與含氮的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成溴化胺。在含有H2S和NH3的環(huán)境中仍具有殺菌作用，剩余下5，5二甲基乙內(nèi)酰脲，其在自然條件下被光、氧、微生物等在較短時(shí)間內(nèi)分解為氨和二氧化碳，不會(huì)因?yàn)闅埩舳廴经h(huán)境，不產(chǎn)生三氯甲烷等毒性產(chǎn)物。雖然在水中溶解度小(25"C為0.24%，60℃為0.34%)，但其在相當(dāng)?shù)偷臐舛葧r(shí)就具有強(qiáng)的消毒滅菌作用。

4 二溴海因的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

二溴海因是一種重要的化工產(chǎn)品,應(yīng)用于化工、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)等行業(yè),具有穩(wěn)定性好、含溴量高和反應(yīng)活性高等特點(diǎn)。在農(nóng)業(yè)中,二溴海因主要用于水產(chǎn)養(yǎng)殖,包括池塘消毒、預(yù)防水體消毒、疾病治療等方面,而且在使用中不受水質(zhì)、鹽度、pH值、水溫、有機(jī)物等的影響。另外,目前已有將二溴海因作為高效低毒消毒劑與硬脂酸單甘酯及吐溫-80復(fù)配,涂于臍橙表面以防霉保鮮,已取得良好效果,預(yù)計(jì)該保鮮劑也可用于其他水果和蔬菜的貯藏保鮮。

因此,隨著化工、醫(yī)藥等行業(yè)的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,二溴海因的應(yīng)用范圍和需求量將大大增加。

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