据统计，我国焦炭年产量超四亿吨。因此，我国每年在炼焦、煤气净化以及对焦化产品的回收过程中都会产生大量的焦化废水。焦化废水中含有氰化物、氨氮、酚类化合物、多环芳烃以及一些含氮、氧、硫的杂环化合物等，具有污染物浓度高、色度大、毒性强、难降解物所占比重大、组分复杂等特点，是典型的有毒难降解工业废水。焦化废水已成为当今世界不可忽视的环境污染问题之一，若未经处理或者处理不当就将其外排，不但污染水体和土壤，危害生物生长，破坏生态环境，而且其污染物易经过食物链在人体内富集，直接威胁到人类的健康，因此我们必须对焦化废水进行处理。

 

　　目前，焦化企业广泛应用HPF湿式氧化脱硫技术处理废液，以对苯二酚、双环酞氰酤六磺酸铵和硫酸亚铁为催化剂，以氨为碱源，该技术在脱硫过程中会生成两种无机盐，硫氰酸铵和硫代硫酸铵。硫氰酸铵生成量为52万吨，硫代硫酸铵生成量为20万吨。硫氰酸铵可用于农药和医药等领域，硫代硫酸铵可用于生产复合肥。然而，硫氰酸铵全球年需求量仅仅只有6万吨，仍有大量的硫氰酸铵无法用于商业化，造成资源的浪费。

 

　　2-硫代咪唑烷-4,5-二酮是一种药物中间体[Zankowska-JasińskaW,BorowiecH,GolusJ,KolasaA,ZaleskaB,&KrzywosińskiL,etal.(1990).Synthesisandpharmacologicalinvestigationsof3-(aminoalkylene)-1-aryl-2-thioxo-4,5-imidazolidinedioneand2,4,5-imidazolidine-trionederivatives.PolishJournalofPharmacology&spharmacy,42(1),49]，可以制备安眠药[N.,Capan,G.,Günay,N.S.,Ozkirimli,S.,M.,&Ozbey,S.,etal.(1999).Synthesisandhypnoticactivityofnew4-thiazolidinoneand2-thioxo-4,5-imidazolidinedionederivatives.Cheminform,31(6),343-347；Ozkirimli,S.,&Hamali,O.(1995).Synthesisandhypnoticactivityofsome2-thioxo-4,5-imidazolidinedionederivatives.Farmaco,26(28),65-67]、杀菌剂[Mihalcea,F.,Barbuceanu,S.F.,Draghici,C.,Enache-Preoteasa,C.,Cristea,C.,&Saramet,I.,etal.(2012).Synthesisandcharacterizationofnewheter℃ycliccompoundsfrom2-thioxo-4,5-imidazolidinedioneclassandtheirevaluationforantimicrobialactivity.RevistadeChimie-Bucharest-OriginalEdition-,63(5),475-480]和抗惊厥药物[Ulusoy,N.,Ozkirimli,S.,&Gürsu,E.(2005).Synthesisandpreliminaryanticonvulsantactivityevaluationofnew2-thioxo-4,5-imidazolidinedionederivatives.BollettinoChimicoFarmaceutico,138(138),516-520]。现在的方法是使用硫脲为原料制备2-硫代咪唑烷-4,5-二酮。硫脲是一种重要化工原料，一般通过需要石灰氮法制备[李忠波，(2005).尿素制备硫脲新工艺的研究，天津大学，硕士毕业论文]。由于工艺复杂，成本较高。

 

　　本发明使用硫代硫酸铵代替硫脲生产药物中间体2-硫代咪唑烷-4,5-二酮，实现焦化厂污水处理的副产物资源化，达到变废为宝的目的。由于使用本方法生产的2-硫代咪唑烷-4,5-二酮成本低，因此，本发明方法将可以被企业使用，具有广阔应用前景。

 

　　发明内容

 

　　硫氰酸铵广泛存在于焦化废水中，是一种价格相对低廉的产品。但是现有技术对硫氰酸铵的应用是有限的。针对现有技术的不足，我们通过将硫氰酸铵替代硫脲与草酸二乙酯直接合成2-硫代咪唑烷-4,5-二酮。提供一种硫氰酸铵的新用途，推动焦化废水的资源化。

 

　　本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：

 

　　一种2-硫代咪唑烷-4,5-二酮的制备方法，包括如下步骤：

 

　　称取硫氰酸铵加入到草酸二乙酯中，将其固定在集热式恒温加热磁力搅拌器上加热，空气冷凝；生成黄色溶液，冷却产生固体，过滤，水洗涤、干燥后得黄色固体。

 

　　优选地，上述制备方法中，硫氰酸铵：草酸二乙酯的摩尔比为：1:0.9～1.1。

 

　　优选地，上述制备方法中，加热缩聚时间为2～8小时。

 

　　优选地，上述制备方法中，加热温度为137～147℃。

 

　　该发明与现有技术相比，优点是：本方法中使用了硫氰酸铵替代原来使用的硫脲，一方面降低了生产成本，另一方面使用硫氰酸铵作为生产原料，是对资源化产物的利用，节约了资源。对企业来说可以降低合成成本，节约资源。该发明应用于保护环境领域，既节约资源又减少环境污染，保护环境的同时还能取得一定的经济效益，具有重要的社会和经济意义。

 

　　附图说明

 

　　图1为本发明化合物2-硫代咪唑烷-4,5-二酮的结构式；

 

　　图2为本发明制备化合物2-硫代咪唑烷-4,5-二酮的合成路线；

 

　　图3为本发明化合物2-硫代咪唑烷-4,5-二酮的红外吸收光谱图。

 

　　具体实施方式

 

　　下面结合附图和实施例具体介绍本发明实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。

 

　　实施例1：

 

　　在氮气保护下，向250mL的三口瓶中加入硫氰酸铵(38.0g，0.50mol)，草酸二乙酯(73.1g,0.50mol)，磁力搅拌器搅拌并在140℃下加热反应，4小时后停止加热，待其冷却至室温，加水洗涤，过滤，烘干得到黄色固体2-硫代咪唑烷-4,5-二酮(59.6g,91.6％)。

 

　　MS(+ESI):m/z＝131.3[M+1]+；calcd.forC3H2N2O2S[M+1]+:131.1.Elem.Anal.Calcd.ForC3H2N2O2S(130.1):C,27.69；H,1.55；N,21.53；S,24.64.Found:C,27.64,H,1.58,N,21.49；S,24.68.IR(KBr):υ＝3385and3191(N-H)；1666(C＝O)；1642(S＝N).

 

　　实施例2.

 

　　在氮气保护下，向250mL的三口瓶中加入硫氰酸铵(38.0g，0.50mol)，草酸二乙酯(65.8g,0.45mol)，磁力搅拌器搅拌并在140℃下加热反应，4小时后停止加热，待其冷却至室温，加水洗涤，过滤，烘干得到黄色固体2-硫代咪唑烷-4,5-二酮(50.0g,85.4％)。

 

　　实施例3.

 

　　在氮气保护下，向250mL的三口瓶中加入硫氰酸铵(38.0g，0.50mol)，草酸二乙酯(80.4g,0.55mol)，磁力搅拌器搅拌并在140℃下加热反应，4小时后停止加热，待其冷却至室温，加水洗涤，过滤，烘干得到黄色固体2-硫代咪唑烷-4,5-二酮(55.9g,85.9％)。

 

　　从实施例1-3可知，当硫氰酸铵：草酸二乙酯的摩尔比为：1:0.9～1.1时，反应产率较高。将按照硫氰酸铵：草酸二乙酯的摩尔比为：1:1，在实施例中进一步阐述。

 

　　实施例4.

 

　　在氮气保护下，向250mL的三口瓶中加入硫氰酸铵(38.0g，0.50mol)，草酸二乙酯(73.1g,0.50mol)，磁力搅拌器搅拌并在140℃下加热反应，8小时后停止加热，待其冷却至室温，加水洗涤，过滤，烘干得到黄色固体2-硫代咪唑烷-4,5-二酮(59.1g,90.8％)。

 

　　实施例5.

 

　　在氮气保护下，向250mL的三口瓶中加入硫氰酸铵(38.0g，0.50mol)，草酸二乙酯(73.1g,0.50mol)，磁力搅拌器搅拌并在140℃下加热反应，2小时后停止加热，待其冷却至室温，加水洗涤，过滤，烘干得到黄色固体2-硫代咪唑烷-4,5-二酮(57.3g,88.2％)。

 

　　从实施例1、4、5可知，当反应时间在2～8小时，反应产率稳定。将按照反应时间4小时在实施例中进一步阐述。

 

　　实施例6.

 

　　在氮气保护下，向250mL的三口瓶中加入硫氰酸铵(38.0g，0.50mol)，草酸二乙酯(73.1g,0.50mol)，磁力搅拌器搅拌并在137℃下加热反应，4小时后停止加热，待其冷却至室温，加水洗涤，过滤，烘干得到黄色固体2-硫代咪唑烷-4,5-二酮(58.9g,90.5％)。

 

　　实施例7.

 

　　在氮气保护下，向250mL的三口瓶中加入硫氰酸铵(38.0g，0.50mol)，草酸二乙酯(73.1g,0.50mol)，磁力搅拌器搅拌并在147℃下加热反应，4小时后停止加热，待其冷却至室温，加水洗涤，过滤，烘干得到黄色固体2-硫代咪唑烷-4,5-二酮(59.8g,91.9％)。

 

　　从实施例1、6、7可知，当反应温度在137～147℃时，反应产率稳定。

 

　　上述实施例的作用在于具体介绍本发明的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本发明的保护范围局限于该具体实施例。