本發明屬于化工分離領域，具體地說，涉及一種2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑及其制備方法和應用。
背景技術：
鉑族金屬被廣泛應用到石油、化工、醫藥、電子、電鍍、化纖、印刷等行業，被譽為現代工業的“維生素”和“現代新金屬”。
鈀和鉑同屬鉑族金屬元素，在元素周期表中均屬第Ⅷ族，兩者價電子數相同、離子半徑相近，故金屬性質非常相似，因此分離也成為了冶金中的一個難題。目前鈀和鉑分離的方法有沉淀法、離子交換法、溶劑萃取法等。其中溶劑萃取法因工藝簡化、分離效果好、金屬收率高、生產操作安全、對各種物料的適用性和靈活性較大、處理容量大、易實現自動化等特點，因此在鉑族金屬的分離提出提純方面越來越受人們的重視，應用也日益廣泛。
萃取鈀的萃取劑種類繁多，主要包括含氧、含氮、含磷、含硫類的萃取劑有機化合物，其中含硫萃取劑被認為是萃取分離鉑、鈀選擇性最好的萃取劑，已有關于研究不同結構的烷基硫醚(含硫類的萃取劑)萃取鈀的性能，而帶雜環取代基的不對稱結構的含硫萃取劑則少有報道。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明針對上述的問題，提供了一種2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑及其制備方法和應用，本發明設計并制備了一種新的帶噻唑雜環不對稱結構的含硫類萃取劑化合物，并用于分離料液中的鈀和鉑。
為了解決上述技術問題，本發明公開了一種2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑，簡寫為MOBT，其分子式為C10H11NOS2，相對分子質量為225.33。結構式為：
本發明還提供一種2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑的制備方法，包括以下步驟：
1)取2-巰基苯并噻唑，加入丙酮使其完全溶解，然后加入與2-巰基苯并噻唑等摩爾的KOH，加熱回流；
2)用分液漏斗逐滴加入與2-巰基苯并噻唑等摩爾的2-溴乙基甲基醚，15-25min加完，加熱攪拌回流反應冷卻至室溫；
3)過濾除去沉淀，蒸去丙酮后得到2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑。
進一步地，2-巰基苯并噻唑與丙酮的摩爾體積比(mol/mL)為0.03：80-100。
進一步地，步驟1)中的回流條件為：回流溫度為50-70℃；回流時間為25-35min。
進一步地，步驟2)中的回流時間為5-7h。
本發明還提供一種用2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑萃取分離鈀鉑的方法，包括以下步驟：
1)水相的制備：在酸性介質中，取含鈀和鉑的混合料液作為水相；
2)有機相的制備：以三氯甲烷作為稀釋劑，以2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑為萃取劑，配制萃取鈀、鉑有機相；
3)將有機相和水相放入分液漏斗中，混相后靜置，使鈀從水相轉移到有機相中，取負載鈀的有機相置于分液漏斗中，加入1.0mol/L硫脲進行反萃有機相中的鈀，混相后靜置，待分相后收集水相并測定鈀的含量。
進一步地，步驟1)中，酸性介質為HCl；HCl濃度為0.1-0.5mol/L；鈀的濃度為110.3mg/L-421.8mg/L；鉑的濃度為109.8mg/L-374.7mg/L。
進一步地，步驟2)中，按照2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑與三氯甲烷體積比為1：40-1:60配制萃取鈀、鉑有機相。
進一步地，步驟3)中，有機相和水相的相比(ml/ml)為1：0.5-1:1.5；混相時間為30-40分鐘。
進一步地，步驟3)中，有機相中的鈀鉑的含量用差減法求出。
與現有技術相比，本發明可以獲得包括以下技術效果：
1)所制備的MOBT為帶噻唑雜環不對稱結構化合物，屬于新制備并用于萃取分離鈀鉑的雜環化合物。
2)MOBT的制備方法簡單可靠。
3)在低酸度介質中，MOBT對鈀萃取效果較好，隨著酸度增加(0.1mol/L-3.0mol/L)，MOBT萃取鈀的性能逐漸降低，但是對鉑的萃取率則逐漸增加。
4)MOBT能在低酸度介質中良好地萃取分離鈀鉑，且分離系數高。
當然，實施本發明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有技術效果。
具體實施方式
以下將配合實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題并達成技術功效的實現過程能充分理解并據以實施。
實施例1
取2-巰基苯并噻唑0.03mol于250mL三口燒瓶中，加入80-100mL丙酮使其完全溶解，然后加入與2-巰基苯并噻唑等摩爾的KOH，在60℃條件下加熱回流30min，用分液漏斗逐滴加入與2-巰基苯并噻唑等摩爾的2-溴乙基甲基醚，約20min加完，加熱攪拌回流反應6h后冷卻至室溫。過濾除去沉淀，蒸去丙酮后得到產物。制備的反應方程式為：
制備得到的2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑的分子式為C10H11NOS2，相對分子質量為225.33。結構式為：
2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑的化學特征參數為：
1H NMR(400MHz，CDl3)δ7.86(d，J＝8.1Hz，1H)，7.75(d，J＝8.0Hz，1H)，7.41(t，J＝7.7Hz，1H)，7.29(t，J＝7.6Hz，1H)，3.78(t，J＝6.2Hz，2H)，3.58(t，J＝6.2Hz，2H)，3.42(s，3H)；
13C NMR(101MHz，CDl3)δ166.54(s)，153.19(s)，135.33(s)，126.05(s)，124.27(s)，121.50(s)，121.02(s)，70.82(s)，166.54(s)32.88(s)，ppm；
HRMS(ESI)m/z found：226.05(M+H)+；calc：226.03(M+H)+；
在HCl濃度為0.1mol/L的酸性介質中，取含鈀和鉑濃度分別為110.3mg/L和109.8mg/L混合料液10.0mL作為水相；以三氯甲烷為稀釋劑，以MOBT為萃取劑，按照MOBT與三氯甲烷體積比1∶50作為有機相；按相比(O/A)1∶1把有機相及水相放入60mL分液漏斗中，混相30分鐘后靜置，分相后分別測定水相中鈀和鉑的濃度，有機相中鈀和鉑的濃度用差減法求出，計算萃取率、分配比和分離系數(采用本領域人員公知的差減法進行計算)；取負載鈀的有機相，置于分液漏斗中，加入1.0mol/L硫脲進行反萃，混相30分鐘后靜置，分相后測定反萃相中鈀的濃度，計算硫脲反萃鈀的反萃率，結果見表3。
實施例2
在HCl濃度為0.2mol/L的酸性介質中，取含鈀和鉑濃度分別為263.1mg/L和169.4mg/L混合料液10.0mL作為水相；以三氯甲烷為稀釋劑，以MOBT為萃取劑，按照MOBT與三氯甲烷體積比1∶50作為有機相；按相比(O/A)1∶1把有機相及水相放入60mL分液漏斗中，混相30分鐘后靜置，分相后分別測定水相中鈀和鉑的濃度，有機相中鈀和鉑的濃度用差減法求出，計算萃取率、分配比和分離系數；取負載鈀的有機相，置于分液漏斗中，加入1.0mol/L硫脲進行反萃，混相30分鐘后靜置，分相后測定反萃相中鈀的濃度，計算硫脲反萃鈀的反萃率，結果見表3；其中，MOBT的制備方法同實施例1。
實施例3
在HCl濃度為0.3mol/L的酸性介質中，取含鈀和鉑濃度分別為421.8mg/L和200.9mg/L混合料液10.0mL作為水相；以三氯甲烷為稀釋劑，以MOBT為萃取劑，按照MOBT與三氯甲烷體積比1∶50作為有機相；按相比(O/A)1∶1把有機相及水相放入60mL分液漏斗中，混相30分鐘后靜置，分相后分別測定水相中鈀和鉑的濃度，有機相中鈀和鉑的濃度用差減法求出，計算萃取率、分配比和分離系數；取負載鈀的有機相，置于分液漏斗中，加入1.0mol/L硫脲進行反萃，混相30分鐘后靜置，分相后測定反萃相中鈀的濃度，計算硫脲反萃鈀的反萃率，結果見表3；其中，MOBT的制備方法同實施例1。
實施例4
在HCl濃度為0.4mol/L的酸性介質中，取含鈀和鉑濃度分別為172.7mg/L和374.7mg/L混合料液10.0mL作為水相；以三氯甲烷為稀釋劑，以MOBT為萃取劑，按照MOBT與三氯甲烷體積比1∶50作為有機相；按相比(O/A)1∶1把有機相及水相放入60mL分液漏斗中，混相30分鐘后靜置，分相后分別測定水相中鈀和鉑的濃度，有機相中鈀和鉑的濃度用差減法求出，計算萃取率、分配比和分離系數；取負載鈀的有機相，置于分液漏斗中，加入1.0mol/L硫脲進行反萃，混相30分鐘后靜置，分相后測定反萃相中鈀的濃度，計算硫脲反萃鈀的反萃率，結果見表3；其中，MOBT的制備方法同實施例1。
實施例5
在HCl濃度為0.5mol/L的酸性介質中，取含鈀和鉑濃度分別為306.7mg/L和159.2mg/L混合料液10.0mL作為水相；以三氯甲烷為稀釋劑，以MOBT為萃取劑，按照MOBT與三氯甲烷體積比1∶50作為有機相；按相比(O/A)1∶1把有機相及水相放入60mL分液漏斗中，混相30分鐘后靜置，分相后分別測定水相中鈀和鉑的濃度，有機相中鈀和鉑的濃度用差減法求出，計算萃取率、分配比和分離系數；取負載鈀的有機相，置于分液漏斗中，加入1.0mol/L硫脲進行反萃，混相30分鐘后靜置，分相后測定反萃相中鈀的濃度，計算硫脲反萃鈀的反萃率，結果見表3；其中，MOBT的制備方法同實施例1。
實施例6
取2-巰基苯并噻唑，加入丙酮使其完全溶解，然后加入與2-巰基苯并噻唑等摩爾的KOH，在50℃條件下加熱回流35min；2-巰基苯并噻唑與丙酮的摩爾體積比(mol/mL)為0.03：80；用分液漏斗逐滴加入與2-巰基苯并噻唑等摩爾的2-溴乙基甲基醚，15min加完，加熱攪拌回流反應7h后冷卻至室溫；過濾除去沉淀，蒸去丙酮后得到2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑。
在HCl濃度為0.1mol/L的酸性介質中，取含鈀和鉑濃度分別為110.3mg/L和109.8mg/L混合料液10.0mL作為水相；以三氯甲烷為稀釋劑，以MOBT為萃取劑，按照MOBT與三氯甲烷體積比1：40作為有機相；按相比(O/A)1:1.5把有機相及水相放入60mL分液漏斗中，混相30分鐘后靜置，分相后分別測定水相中鈀和鉑的濃度，有機相中鈀和鉑的濃度用差減法求出，計算萃取率、分配比和分離系數；取負載鈀的有機相，置于分液漏斗中，加入1.0mol/L硫脲進行反萃，混相40分鐘后靜置，分相后測定反萃相中鈀的濃度，計算硫脲反萃鈀的反萃率。
實施例7
取2-巰基苯并噻唑，加入丙酮使其完全溶解，然后加入與2-巰基苯并噻唑等摩爾的KOH，在70℃條件下加熱回流25min；2-巰基苯并噻唑與丙酮的摩爾體積比(mol/mL)為0.03：100；用分液漏斗逐滴加入與2-巰基苯并噻唑等摩爾的2-溴乙基甲基醚，25min加完，加熱攪拌回流反應5h后冷卻至室溫；過濾除去沉淀，蒸去丙酮后得到2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑。
在HCl濃度為0.1mol/L的酸性介質中，取含鈀和鉑濃度分別為110.3mg/L和109.8mg/L混合料液10.0mL作為水相；以三氯甲烷為稀釋劑，以MOBT為萃取劑，按照MOBT與三氯甲烷體積比1:60作為有機相；按相比(O/A)1：0.5把有機相及水相放入60mL分液漏斗中，混相40分鐘后靜置，分相后分別測定水相中鈀和鉑的濃度，有機相中鈀和鉑的濃度用差減法求出，計算萃取率、分配比和分離系數；取負載鈀的有機相，置于分液漏斗中，加入1.0mol/L硫脲進行反萃，混相30分鐘后靜置，分相后測定反萃相中鈀的濃度，計算硫脲反萃鈀的反萃率。
下面結合具體的實驗數據來說明本發明的技術效果：
本發明的MOBT能很好地溶解于三氯甲烷中，在低酸度介質中對鈀具有良好的萃取性能，而對鉑的萃取率則較低，能很好用于萃取分離料液中的鈀鉑。不同濃度鹽酸介質中，MOBT萃取鈀的性能實驗結果如下：
(1)MOBT在不同鹽酸濃度下萃取鈀的性能
料液中鈀的起始濃度為102.8mg/L，以三氯甲烷為稀釋劑，以2％的MOBT為萃取劑，按照相比(O/A)為1∶1把有機相和含鈀的料液(水相)放入60mL分液漏斗中，混相30-40分鐘后靜置，分相后測定水相中鈀的濃度，有機相中鈀的濃度采用差減法求出。萃取實驗結果見表1。
表1.MOBT在不同濃度HCl介質中萃取鈀的性能
實驗表明：所制備的MOBT能在低酸度介質中很好地萃取分離鈀，但是隨著酸度的不斷增加，MOBT對鈀的萃取性能則逐漸降低。
(2)MOBT在不同鹽酸濃度下萃取鉑的性能
料液中鉑的起始濃度為104.7mg/L，以三氯甲烷為稀釋劑，以2％的MOBT為萃取劑，按照相比(O/A)為1∶1把有機相和含鉑的料液(水相)放入60mL分液漏斗中，混相30-40分鐘后靜置，分相后測定水相中鉑的濃度，有機相中鉑的濃度采用差減法求出。萃取實驗結果見表2。
表2.MOBT在不同濃度HCl介質中萃取鉑的性能
實驗表明：所制備的MOBT在低酸度介質中對鉑的萃取性能較差，但是隨著酸度的不斷增加，MOBT對鉑的萃取率則逐漸增加。
表3. 0.1-0.5mol/L HCl介質中鈀和鉑分離效果
實驗結果表明，本發明的2-(硫代-2-甲氧乙基)苯并噻唑(簡稱MOBT)在低酸度的鹽酸介質中能很好地實現鈀鉑的有效分離，且分離系數高，分離效果良好。
上述說明示出并描述了發明的若干優選實施例，但如前所述，應當理解發明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述發明構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離發明的精神和范圍，則都應在發明所附權利要求的保護范圍內。