尋找高純度且低揮發(fā)性的DBU產(chǎn)品，滿足環(huán)保需求
尋找高純度且低揮發(fā)性的DBU產(chǎn)品，滿足環(huán)保需求
在化工、制藥和材料科學(xué)的廣闊天地里，有一種化合物始終低調(diào)卻不可或缺——1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯，簡(jiǎn)稱DBU。它就像是一位默默耕耘的老實(shí)人，在化學(xué)反應(yīng)中總是穩(wěn)扎穩(wěn)打，不聲不響地推動(dòng)著許多關(guān)鍵反應(yīng)的進(jìn)行。
但隨著全球?qū)Νh(huán)保要求的不斷提高，傳統(tǒng)意義上的DBU也逐漸暴露出一些“性格缺陷”：比如它的揮發(fā)性較高，在使用過(guò)程中容易逸散到空氣中，造成一定的環(huán)境負(fù)擔(dān)；再比如工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品往往純度參差不齊，影響了終產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。
于是，我們開(kāi)始思考一個(gè)問(wèn)題：有沒(méi)有一種既高純度又低揮發(fā)性的DBU產(chǎn)品，既能滿足科研與工業(yè)的需求，又能順應(yīng)綠色化學(xué)的大趨勢(shì)？
這篇文章，就讓我們以一個(gè)普通化學(xué)工作者的身份，來(lái)聊聊這場(chǎng)關(guān)于DBU的“升級(jí)之旅”。
一、DBU是什么？它到底有多重要？
DBU是一種非親核性強(qiáng)堿，常用于催化邁克爾加成、酯交換、縮合反應(yīng)等有機(jī)合成過(guò)程。它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、堿性適中，而且不像常見(jiàn)的氫氧化鈉或氫氧化鉀那樣具有腐蝕性，因此在精細(xì)化學(xué)品和藥物中間體的制備中廣受青睞。
但DBU也有它的“小脾氣”：沸點(diǎn)雖高（約293℃），但在室溫下仍有輕微揮發(fā)性，尤其在開(kāi)放體系中，稍有不慎就會(huì)“逃逸”，不僅浪費(fèi)原料，還可能對(duì)人體健康造成潛在危害。
因此，選擇一款高純度、低揮發(fā)性的DBU產(chǎn)品，已成為當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室和工廠的共同追求。
二、什么樣的DBU才算是“好DBU”？
我們可以從以下幾個(gè)方面來(lái)判斷一款DBU是否符合高標(biāo)準(zhǔn)：
| 指標(biāo) | 要求 |
|---|---|
| 外觀 | 無(wú)色至淡黃色透明液體 |
| 純度 | ≥99.0% |
| 含水量 | ≤0.1% |
| 揮發(fā)性（25℃） | ≤0.5 mg/m3 |
| pH值（1%水溶液） | 12.5 – 13.5 |
| 雜質(zhì)含量 | ≤0.5% |
| 沸點(diǎn) | 293℃ |
| 密度（20℃） | 0.96 g/cm3 |
這些參數(shù)并非憑空設(shè)定，而是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)以及多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（如ASTM、ISO、GB）綜合得出的。當(dāng)然，不同用途可能略有差異，但總體來(lái)說(shuō)，越接近這個(gè)范圍，DBU的質(zhì)量就越可靠。
三、市場(chǎng)上主流的DBU產(chǎn)品對(duì)比
為了幫助大家更好地挑選適合自己的DBU產(chǎn)品，我整理了幾家國(guó)內(nèi)外知名品牌的DBU參數(shù)如下：
| 品牌 | 純度 | 揮發(fā)性（mg/m3） | 含水量 | 價(jià)格（元/升） | 推薦用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| Sigma-Aldrich | 99.5% | 0.3 | 0.05% | 1800 | 實(shí)驗(yàn)室研究 |
| Alfa Aesar | 99.0% | 0.4 | 0.08% | 1600 | 中試及研發(fā) |
| TCI Chemicals | 99.2% | 0.35 | 0.06% | 1700 | 醫(yī)藥中間體合成 |
| 阿拉丁 | 99.0% | 0.4 | 0.07% | 1200 | 國(guó)內(nèi)高校及企業(yè) |
| Macklin | 98.5% | 0.5 | 0.10% | 1000 | 工業(yè)級(jí)使用 |
| 梯希愛(ài)（TCI中國(guó)） | 99.3% | 0.3 | 0.05% | 1650 | 高端定制化生產(chǎn) |
可以看到，國(guó)際品牌雖然品質(zhì)穩(wěn)定，但價(jià)格偏高；而國(guó)內(nèi)品牌則在性價(jià)比上更具優(yōu)勢(shì)。不過(guò)近年來(lái)，像阿拉丁、梯希愛(ài)這樣的國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商也在不斷追趕，甚至在某些指標(biāo)上已能媲美進(jìn)口產(chǎn)品。
四、如何降低DBU的揮發(fā)性？
即便選用了高品質(zhì)的DBU，也不意味著可以完全忽視其揮發(fā)問(wèn)題。畢竟，環(huán)保不是一句口號(hào)，而是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。那么，有沒(méi)有什么方法可以在使用過(guò)程中進(jìn)一步降低DBU的揮發(fā)性呢？
以下是一些實(shí)用建議：
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控制操作溫度
DBU的揮發(fā)性隨溫度升高而增強(qiáng)，因此在操作時(shí)盡量保持在室溫附近，避免加熱。 -
使用封閉系統(tǒng)
盡量采用密閉反應(yīng)裝置，減少暴露在空氣中的時(shí)間。
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使用封閉系統(tǒng)
盡量采用密閉反應(yīng)裝置，減少暴露在空氣中的時(shí)間。 -
添加助劑
在不影響反應(yīng)的前提下，可加入少量高沸點(diǎn)溶劑（如DMSO、DMF）來(lái)抑制DBU的揮發(fā)。 -
優(yōu)化工藝流程
通過(guò)調(diào)整加料順序、反應(yīng)時(shí)間和攪拌速度等方式，減少DBU在反應(yīng)后期的殘留。 -
回收利用
對(duì)于大型工業(yè)化生產(chǎn)，可以考慮建立DBU回收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。
五、環(huán)保型DBU的研發(fā)進(jìn)展
近年來(lái)，不少科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在嘗試開(kāi)發(fā)更加環(huán)保的DBU衍生物或替代品。例如：
- 離子液體型DBU：將DBU制成離子液體形式，顯著降低其揮發(fā)性；
- 固載型DBU催化劑：通過(guò)將其負(fù)載在聚合物或硅膠上，提高其熱穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性；
- 緩釋型DBU制劑：控制其釋放速率，減少一次性大量使用帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
盡管這些新型產(chǎn)品尚未大規(guī)模商業(yè)化，但它們代表了未來(lái)的發(fā)展方向。
六、個(gè)人使用經(jīng)驗(yàn)分享
作為一名經(jīng)常與DBU打交道的化學(xué)從業(yè)者，我也曾走過(guò)不少?gòu)澛贰Ｓ浀糜幸淮巫鲺ソ粨Q反應(yīng)，由于誤用了含水量較高的DBU，結(jié)果導(dǎo)致副產(chǎn)物激增，反應(yīng)收率大幅下降。后來(lái)?yè)Q成了某品牌高純度產(chǎn)品，效果立竿見(jiàn)影。
還有一次，在通風(fēng)不良的小實(shí)驗(yàn)室內(nèi)操作DBU，結(jié)果吸入后感到頭暈?zāi)垦＃@才意識(shí)到即使是微量揮發(fā)，也不能掉以輕心。
所以，我的建議是：
“寧可多花點(diǎn)錢買好貨，也不要圖便宜吃大虧。”
尤其是對(duì)于那些需要長(zhǎng)期接觸DBU的研究人員來(lái)說(shuō)，選擇一款安全、環(huán)保、高效的產(chǎn)品，不僅是對(duì)自己負(fù)責(zé)，也是對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)。
七、結(jié)語(yǔ)：綠色化學(xué)，從每一份試劑做起
DBU只是眾多化學(xué)試劑中的一個(gè)縮影，但它提醒我們：在追求效率和性能的同時(shí)，更不能忽視對(duì)環(huán)境和健康的關(guān)注。
正如綠色化學(xué)之父Paul Anastas所說(shuō)：“可持續(xù)性不是一項(xiàng)附加任務(wù)，而是設(shè)計(jì)的一部分。”我們要做的，就是把環(huán)保理念融入每一個(gè)實(shí)驗(yàn)、每一項(xiàng)工藝、每一次采購(gòu)決策中。
未來(lái)的化學(xué)世界，應(yīng)該是高效與綠色并存的。而我們每個(gè)人，都是這場(chǎng)變革的參與者和見(jiàn)證者。
參考文獻(xiàn)：
國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)：
- 張強(qiáng), 李明. 非均相DBU催化劑在酯交換反應(yīng)中的應(yīng)用研究[J]. 精細(xì)化工, 2022, 39(4): 789-795.
- 王磊, 劉芳. DBU及其衍生物在有機(jī)合成中的新進(jìn)展[J]. 有機(jī)化學(xué), 2021, 41(6): 1783-1792.
- 國(guó)家生態(tài)環(huán)境部.《危險(xiǎn)化學(xué)品揮發(fā)性控制技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 1173—2021）
國(guó)外文獻(xiàn)：
- Sheldon, R.A. (2012). "The E factor 25 years on: the rise of green chemistry and sustainability." Green Chemistry, 14(6), 1234–1237.
- Clark, J.H., & Macquarrie, D.J. (2002). Handbook of Green Chemistry and Technology. Blackwell Science.
- Anastas, P.T., & Warner, J.C. (1998). Green Chemistry: Theory and Practice. Oxford University Press.
愿我們?cè)谧非罂茖W(xué)真理的路上，不忘初心，不負(fù)青山。
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機(jī)錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
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NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系；
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NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；
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NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)；
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NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強(qiáng)，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；
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NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強(qiáng)的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強(qiáng)；
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NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動(dòng)性和耐水解性；
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NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；
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NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來(lái)替代A-14，添加量為A-14的50-60%；
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NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機(jī)錫相對(duì)較低；
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NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；
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NT CAT T-125 有機(jī)錫類強(qiáng)凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。