化学论文_论文化学

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河南科技学院

论文题目：对，对

2010届本科毕业论文

′-二磺基双硫腙的合成与表征

学生姓名：张朋飞

所在院系：化学化工学院 所学专业：化学工程与工艺

导师姓名：侯玉霞

完成时间：2010年5月15日

对，对-二磺基双硫腙的合成与表征

摘要

显色剂已经广泛的应用到分析试验中，其中双硫腙.属于含硫显色剂，能用于测定Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等多种重金属离子，反应灵敏度很高。因此可广泛的应用于食品、水、化妆品、生物材料等样品中金属元素测定分析。光谱法仪器昂贵，对基层实验室还未能普及。双硫腙比色法仍然为较常用的经典方法。本文主要论述对，对′-二磺基双硫腙的合成，并对其理化性质进行了分析。

关键词：显色剂,对，对′-二磺基双硫腙,合成′

目 录

1.前言.............................................................................................................................1 2.试验部分………………………………………………………………………….2 2.1仪器与试剂.......................................................................错误！未定义书签。2.2对，对ˊ-二磺基双硫腙的合成...............................................错误！未定义书签。2.3理化性质分析.......................................................................错误！未定义书签。2.4谱图分析.............................................................................错误！未定义书签。2.4.1对，对ˊ-二磺基双硫腙的红外光谱图……………………………………………错误！未定义书签。

2.4.2对，对ˊ-二磺基双硫腙的紫外光谱图.................................错误！未定义书签。3.结论...........................................................................................错误！未定义书签。参考文献......................................................................................错误！未定义书签。致谢

1．前言

显色剂是一种将生化反应后产生的复合物显色以达到实验目的的一种试剂。一般又称底物液。显色剂可以分成两大类：一类是检查一般有机化合物的通用显色剂；另一类是根据化合物分类或特殊官能团设计的专属性显色剂。

无机显色剂在光度分析中应用不多,这主要是因为生成的络合物不够稳定,其灵敏度与选择度也不够高,目前,有价值的仅有硫氰酸盐,钼酸铵, H2O2 等.大多数有机显色剂常与金属生成稳定螯合物，有机显色剂中一般都含有生色团和助色团。有机化合物中的不饱和键基团能吸收波长大于200nm的光。这种基团称为广义的生色团。例如偶氮基(-N=N-)，醌基等。某些会有环对电子的基团，它们与生色团上的不饱和键相互作用，可以影响有机化合物对光的吸收，使颜色加深。这些基团称为助色团。例如：胺基（-NH2），羟基（-OH）等，以及卤代基（X-)等,它们能与生色团上的不饱和键相互作用，引起永久性的电荷移动，从而减小了分子的激化能，促使试剂对光的最大吸收向长波方向移动(少数会发生蓝移)。所以这些基团称为助色团。有机显色剂是一般分析工作中常用的显色剂，它能与金属离子生成螯合物。具有以下优点：（1）颜色鲜明。一般ε>104,灵敏度高.（2）稳定，离解常数小。（3）选择性高，专属性强。

（4）可被有机溶剂萃取，广泛应用于萃取光度法。有机显色剂种类很多，简单介绍几种:（1）邻二氮菲.属于NN型螯合显色剂，是目前测定微量的较好显色剂。显色灵敏度高，ε＝1.1*104,λmax=508nm可直接测定Fe2+。反应是特效的，适用还原剂（如盐酸羟氨）将Fe3+还原为Fe2+，然后控制pH=5~6条件下，Fe2+与试剂作用，生成稳定的红色配合物。

（2）双硫腙.属于含硫显色剂，能用于测定Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等多种重金属离子。采用一致的酸度及加入掩蔽剂的办法，可以消除重金属离子之间的干扰。提高反应的选择性。反应灵敏度很高。如Pb2+的双硫腙的配合物: λmax=520nm q=6.6*104（3）偶氮胂（铀试剂）.属偶氮类螯合显色剂可在强酸型溶液中与Th(IV)、Zr(IV)、U(IV)等生成稳定的有色配合物。也可以在弱酸性溶液中与稀土金属离子生成稳定的有色配合物。可用于测定稀土的总量

其中双硫腙是很好的络合物，已有不少关于研究双硫腙的合成和性质的报道。以对对二磺基双硫腙作为螯合剂，使之与金属离子反应生成带色物质，而后用分光光度法测定该金属离子，这是环境监测、食品安全等检测中常用的一种方法。双硫腙是艾米尔〃费歇尔在1882年发现的，他观察到双硫腙很容易和金属离子形成有色化合物，但他没有继续这项研究。1926年，海尔穆特〃费歇尔研究了这个化合物，并报道了把它用于分析的可能性。如今双硫腙分光光度测定镉、铅、锌、汞。该分析方法作为经典分析已有几十年的历史，目前仍被广泛应用，其优点在于不需要昂贵的仪器、准确度好、灵敏度高，对无原子吸收器的中小型水质化验室极有使用价值。用作测定铅、锌、铋、钴、镉、铜、汞、银等的试剂

本法测定重金属的灵敏度很高，因此可广泛的应用于食品、水、化妆品、生物材料等样品中金属元素测定分析。例如：锌是人类大量使用的金属。工业废水的污染和使用镀锌水管，都可能给水体带来污染，影响水体的性质，危害人体健康。因此锌的测定是各类水质监测的一项重要指标。水中锌的测定常采用火焰原子吸收光谱法和双硫腙比色法。光谱法仪器昂贵，对基层实验室还未能普及。双硫腙比色法仍然为较常用的经典方法。2．实验部分 2.1 仪器与试剂

Nicolet 170SX傅立叶红外光谱仪（KBr做压片）;UV-Vis-NIR紫外-可见-近红外分光光度计;对氨基苯磺酸；连二亚硫酸钠（保险粉，Na2S2O4〃2H2O）;亚硝酸钠；NAOH；二硫化碳；乙醇；盐酸，硫酸；丙酮。以上试剂均为市售分析纯，未进一步纯化。

2.2 对，对ˊ-二磺基双硫腙的合成将19.0g的对氨基苯磺酸，溶于23ml，20%的氢氧化钠溶液中并加入100ml水，在搅拌下加入7g亚硝酸钠，然后将此混合液倒入含有12ml浓硫酸的100ml水溶液中，滤出所得的重氮盐沉淀，重氮盐中加入水搅拌成糊状，用22g连二亚硫酸钠（保险粉，Na2S2O4〃2H2O）的125ml冷水溶液还原，加入20ml盐酸，知道反应物透明后，再加入30ml盐酸，将此液加热至沸腾，沉淀析出完全后，过滤得白色结晶，产率60%。

取上述制备的固体结晶9g，加40ml水调成糊状，移入150ml的三口瓶中，加入80ml乙醇、2g氢氧化钠和2.5ml二硫化碳，温水浴加热，搅拌使其反应，沉淀逐渐溶解，溶液变为红色，停止搅拌，冷却，加入300ml乙醇，即有大量白色沉淀析出，过滤，得硫代缩氨脲。

取硫代缩氨脲1g溶于少量水中，加入0.25g氢氧化钠的25ml乙醇溶液，水浴上微热至溶液变为橙红色，加入一定量丙酮，有红色沉淀析出，过滤，空气中自然干燥，得对，对ˊ-二磺基双硫腙。2.3 理化性质分析

对，对ˊ-二磺基双硫腙为红色粉末。易溶于水，在PH=2的酸性溶液中显浅蓝色，PH=7时显黄色，PH大于9的碱性溶液中呈橙红至红色。在PH=2－11的范围内可与Hg2﹢、Ni2﹢、Fe3﹢、Cr3﹢、Mn2﹢、Ag﹢和Pb2﹢等形成橙黄或橙色的络合物，可溶于水。2.4 谱图分析

2.4.1对，对ˊ-二磺基双硫腙的红外光谱图。

标题化合物的红外光谱:在3450 cm-1处的吸收峰为N-H的伸缩振动峰；在1604cm-

1、1497 cm-1处的吸收峰为苯环的骨架振动吸收峰，799cm-1处的吸收峰为苯环上两个相邻氢的C-H弯曲振动峰；在1133cm-1处的吸收峰为C=S双键的伸缩振动峰；1175cm-1处的吸收峰为磺酸基的吸收峰；1604cm-1处的吸收峰为N=N键的吸收峰。

2.4.2对，对ˊ-二磺基双硫腙的紫外光谱图。

标题化合物的紫外光谱在285nm处有吸收，此吸收为苯环的π-π*跃迁所产生的B带。在495nm处的吸收为N=N所产生的n-π*跃迁。

3.结 论

合成出的对，对ˊ-二磺基双硫腙,经过理化性质的分析,例如:在PH=2的酸性溶液中显浅蓝色，PH=7时显黄色，PH大于9的碱性溶液中呈橙红至红色，在PH=2－11的范围内可与Hg2﹢、Ni2﹢、Fe3﹢、Cr3﹢、Mn2﹢、Ag﹢和Pb2﹢等形成橙黄或橙色的络合物，可溶于水。证明其具有显色作用.并通过分析其红外与紫外谱图更进一步证明了合成出的化合物即为对，对ˊ-二磺基双硫腙。

参考文献

[1] 程铝柏主编，精细化工产品的合成及应用(第三版)，大连：大连理工大学出版社，2002，292.[2] 王葆仁，有机合成反应，北京：科学出版社，1985, 706． [3] 刑其毅，基础有机化学（第二版），高等教育出版社，2003，792.[4] 王清廉，有机化学实验（第二版）。高等教育出版社，1994，323.[5] 王建平，宁德师专学报(自然科学版), 1998，10，298 [6] 重氮盐的制备及其应用文献综述，河西学院化学系毕业生论文.2005.5.10 [7] 上海三爱思试剂有限公司发明专利申请公布书，申请号200510110606.1，公开号：CN1970537A，公开日：2007.5.30.[8] 对对二磺基双硫腙的合成，无机化学试剂手册，Ю.В.卡尔雅金, И.И.安捷洛夫著，化学工业出版社。1958.323 [9] 傅彩霞，滨州师专学报，1998.14, 59 [10] 宁永成，有机化合物结构鉴定与有机波普学（第二版），北京：科学出版社，2000，497.致谢

经过几个月的查资料、做实验、整理材料、写作论文，今天我终于可以顺利完成我的毕业论文了，论文得以完成，首先要感侯玉霞老师的悉心指导。侯玉霞老师在我做毕业实验的过程中不断的给予指导，甚至放下自己手中的事情专门跑到实验室解决我的疑难问题。侯玉霞老师指引我论文的写作方向和构架，并对本论文初稿进行逐字批阅，指正其中误谬之处。侯玉霞老师要指导很多同学的论文，加上本来就有的教学任务，工作量之大可想而知，但在一次次的回稿中，精确到每一个字的的批改给了我深刻的印象，使我在论文之外明白了做学问所应有的态度。在此，谨向侯玉霞老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！谢谢侯玉霞老师在我做毕业试验及撰写论文的过程中给予我的极大地帮助。

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