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”。

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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。

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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。

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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。

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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：

1. 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。

2. 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。

   

3. 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。

4. 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)。

5. 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。

6. 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。

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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。

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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?，這才意識(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)。

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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?！蔽覀円龅?，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。

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參考文獻(xiàn)：

國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)：

1. 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.
2. 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.
3. 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)：

1. Sheldon, R.A. (2012). "The E factor 25 years on: the rise of green chemistry and sustainability." Green Chemistry, 14(6), 1234–1237.
2. Clark, J.H., & Macquarrie, D.J. (2002). Handbook of Green Chemistry and Technology. Blackwell Science.
3. Anastas, P.T., & Warner, J.C. (1998). Green Chemistry: Theory and Practice. Oxford University Press.

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聚氨酯防水涂料催化劑目錄

• 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。

• 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；

• 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；

• 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)；

• 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；

• 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)；

• 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；

• 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；

• 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%；

• 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；

• 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；

• 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。