一种合成烷基汞的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种合成烷基汞的方法，包括以下步骤：将包含汞的无机化合物的水溶液和低级脂肪酮混合，将混合液在波长为２００－４００纳米的光照射下反应，得到烷基汞。本发明专利技术还提供了一种完成上述方法的设备，包括：混合容器，用于盛放混合液；恒流泵，用于将混合液从混合容器送入缠绕在光源上的管路；光源，提供混合液反应的光波；反应产物容器，用于收集反应后产物；第一管路，将混合容器和恒流泵的入口相连；第二管路，将恒流泵的出口和光源相连，并从光源尾部伸出到达反应产物容器，第二管路缠绕在光源的外表面，其是可以透过光源光波的管路。采用以上方法及设备生成的烷基汞的光还原副反应少，生成的烷基汞的产率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机光化学合成领域，涉及一种光化学合成烷基汞的方法 及所采用的装置。
技术介绍
烷基汞化合物主要包括曱基汞、乙基汞与苯基汞等。这些烷基汞及其 衍生物历史上曾作为农药与杀菌剂而得到广泛应用。但由于曱基汞的高毒 性，目前各国政府已规定停止其使用。但由于自然界中曱基汞的普遍存在， 需要对其进行研究。所以，以科研为目的的合成仍是必不可少的。目前乙 基汞的衍生物一硫柳汞仍被广泛用于疫苗、眼药水、化妆品等制品的防腐。 而苯基汞也被作为化妆品的添加剂或避孕药使用。由于有机汞的广泛应 用，所以需要找到一种利于将无机汞转化为有机汞的方法及其装置。烷基汞的合成方法主要有(1)利用石典化物进行反应i / + i/g —i i/gJ(2)利用钠汞齐进行反应2JgZ + A^Tg e^cooc^,苯,甲苯(3)沃特斯反 应C6i/5iV2X + ifg ~> C6i/5HgZ,其中X为卤素(4)与芳香族化合物中的 氢原子进行取代反应C6 H5 - if + i/gZ2 — C6 5 - ifgAT +股(5 )利用格林试 剂进行反应/ MgAT + //gZ2~^i //gZ + MgZ2 (其中X为卣素)。此外还可 采用甲基钴铵素、烷基锡的转烷基化反应合成烷基汞。这些合成方法或条 件较为苛刻，或采用试剂不稳定，或采用试剂成本较高。公开号为US2007/0007121的美国专利申请公开了 一种在含水环境中 将离子元素合成羰基化合物或零价金属的方法，其中的离子元素包括元素 汞，合成方法包括(l)在含水的环境中添加羧酸，并且(2)所述的离子元 素和羧酸在紫外光照射下进行反应，从而形成该元素的羰基化合物并且将 离子元素减少。优选的羧酸是曱酸、乙酸、丙酸和丙二酸。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种光化学合成烷基汞的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种光化学合成烷基汞的设备。本专利技术的一个方面提供了 一种合成烷基汞的方法，包括以下步骤a) 将包含汞的无机化合物的水溶液和低级脂肪酮混合得到混合液，b) 将所述混合液在波长为200-400纳米的光照射下反应，所述光的 波长优选为254-400纳米，得到所述的烷基汞。所述混合液在光的波长大 于400纳米的光波下反应，反应速度很慢，在波长小于200纳米的光波下 进行反应，易于造成已生成的反应产物降解。优选地，在所述的步骤a)中，还混合有氯的无机盐。氯的无机盐可 以以它的固体化合物，也可以以它的水溶液的形式与汞的无机化合物的水 溶液和低级脂肪酮进行混合。通过添加氯的无机盐可以提高一些反应的烷 基汞的得率。优选地，所述的氯的无机盐为氯化钠或者氯化钾。优选地，所述的汞的无机化合物与低级脂肪酮的摩尔比为1: 1000-1: 10,更优选地，所述的汞的无机化合物与低级脂肪酮的摩尔比为1: 400。优选地，所述的低级脂肪酮为碳原子数不大于5的低级脂肪酮，最优 选丙酮。碳原子数大于5的低级脂肪酮在水溶液中的溶解性差，光化学合 成的副反应复杂。所述的混合液的反应时间优选为1-20分钟，更优选3分钟。本专利技术的另一个方面提供了一种实施所述方法的设备，包括混合容 器l,用于盛放混合液；光源7，用于光照混合液使其反应；恒流泵3，用 于将混合液从混合容器1送入缠绕在光源7上的管路8;反应产物收集容 器9,用于收集反应后的产物；第一管路2，该第一管路2将混合容器1 与恒流泵3的入口 4相连；第二管路6，该第二管路6将恒流泵3的出口 5与光源7相连，并从 光源尾部伸出到达收集容器9，所述的第二管路6缠绕在光源7的外表面， 并且所述的第二管路6是可以透过所述光源7发出的光的管路。优选地，所述的第一管路2为聚四氟乙烯管路。优选地，所述的第二管路6为聚四氟乙烯管路或者石英管路。优选地，所述的光源7的功率不大于40瓦。当光源的功率超过40w, 易使反应生成的烷基汞降解。本专利技术人惊奇地发现，当二价Hg在酮水溶液中受到光照，可发生烷 基化反应，生成相应的烷基汞化合物。并且相对于
技术介绍
中的采用的羧 酸与汞进行反应，由于在
技术介绍
中的羧酸和二价Hg的反应产物主要是 挥发性的0价汞，反应生成的烷基汞的含量低，因此本专利技术相对于背景技 术烷基汞的生成率高，光还原副反应少。附图说明以下，结合附图来详细说明本专利技术的实施方案，其中 图1表示合成烷基汞的设备。图2表示采用丙酮光合成烷基汞的反应产物的高效液相色谱图。 图3表示采用3-戊酮光合成烷基汞的反应产物的高效液相色谱图。 图4表示采用3-戊酮光合成烷基汞的反应产物的苯基化衍生物的固相微萃取-气相色谱-质语图。图5表示乙基汞标准的苯基化衍生物的固相微萃取-气相色谙-质谱图。图6表示氯化汞与丙酸反应产物的高效液相色谱图。具体实施方式 实施例11. 采用丙酮光合成烷基汞参见图1,配制1 molL"的丙酮、500吗L"氯化汞、3%重量比的氯 化钠混合水溶液，置于混合容器1内，通过恒流泵3将混合容器1内的混 合液通过第一聚四氟乙烯管2 (以下简称PTFE管)泵入恒流泵3的入口 4,再将混合液从恒流泵的出口 5通过第二 PTFE管6泵入缠绕在光源7 上的PTFE管8 (该光源是低压汞灯，253.7 nm, 11 W),混合液在PTFE 管8内的光反应时间为6min，光反应后溶液从缠绕在光源上的第二 PTFE 管的尾部流人反应产物容器9中。第一和第二PTFE管的总长4.5m，内径 0.8 mm,夕卜^f圣1.5 mm。 反应方程式如下CH3C(0)CH3 +Hg2+ +H2O^^CH3Hg+ +CH3COOH + H+2. 分析方法2.1通过高效液相色谱-原子荧光联用分析光反应产物中的烷基汞取光反应产物向高效液相色谱进样，原子荧光进行检测，反应产物的高效液相色i普图，详见图2,保留时间在4-5min的峰为曱基汞的峰。 3.结果分析高效液相色谱-原子荧光联用分析反应产物通过高效液相色谱-原子荧光联用分析反应产物，作高效液相色谱 图，并与标准品的高效液相色谱图进行对照，结果发现氯化汞与丙酮进行 光合成反应的主要产物是曱基汞。实施例21. 采用3-戊酮光合成烷基汞配制100mmolL"的3-戊酮、500吗I/1氯化汞、3%重量比的氯化钠 混合水溶液，置于混合容器1内，通过恒流泵3将混合容器1内的混合液 通过第一聚四氟乙烯管2 (以下筒称PTFE管)泵入恒流泵3的入口4， 再将混合液从恒流泵的出口 5通过第二 PTFE管6泵入缠绕在光源7上的 PTFE管8 (该光源是低压汞灯，253.7 nm, 11 W),混合液在PTFE管8内 的光反应时间为3 min,光反应后溶液从缠绕在光源上的第二 PTFE管的尾 部流入反应产物收集容器9中。第一和第二 PTFE管的总长4.5 m，内径 0.8 mm,外径1.5 mm。 反应方程式如下CH3CH2C(0)CH2CH3 +Hg2+ +H20~^^CH3CH2Hg+ +CH3CH2COOH + H+2. 分析方法2.1高效液相色谱-原子荧光联用分析光反应产物中的烷基汞取光反应产物向高效液相色i普进样，原子荧光进行检测，反应产物的 高效液相色谱图，详见图3。2. 2通过气相色谱一质谱联用分析光反应产物中的烷基汞 收集反应产物容器内的光反应产物，再借助试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成烷基汞的方法，包括以下步骤：ａ）将包含汞的无机化合物的水溶液和低级脂肪酮混合，得到混合液，ｂ）将所述混合液在波长为２００－４００纳米的光照射下反应，所述光的波长优选为２５４－４００纳米，得到所述的烷基汞。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江桂斌，阴永光，陈保卫，何滨，刘景富，胡霞林，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]