高性能铜萃取剂的一锅合成
更新时间:2023-05-16 13:48:01 阅读量: 实用文档 文档下载
- 萃取铜离子萃取剂推荐度:
- 相关推荐
铜萃取剂
第38卷第8期2009年8月
应用化工Appljed
Chemical
V01.38No.8Al】g.2009
Indus田
高性能铜萃取剂的一锅合成
饶猛,蒋崇文,贺瑛,肖豪
(中南大学化学化工学院,湖南长沙410083)
摘要:以4.壬基酚、镁粉、多聚甲醛、硫酸羟胺为原料,无毒的260‘油为溶剂,采用一锅法合成5 壬基水杨醛肟,产物不需要提纯分离就可以直接应用于铜的萃取工业。其较优的合成工艺条件为:n(4-壬基酚):n(镁):n(多聚甲醛):n(硫酸羟胺)=l:0.6:2.5:0.55,甲酰化反应3h,肟化反应2h。以4一壬基酚质量计的5 壬基水杨醛肟收率为97.8%,GC纯度为90.9%,产物结构经m,MS分析鉴定。关键词:5.壬基水杨醛肟;一锅合成;甲酰化;肟化中图分类号:’W
246
文献标识码:A
文章编号:1671—3206(2009)08—1159一04
one—potsynthesisofIligh
perfo珊ance
Sout}I
copperextractant
RAoMeng,JIANGChong一∽en。HEY讯g,XIAoHc吣
(coⅡege
0f
Ch锄istry&Chemical
En舀ne甜rIg,Centml
UrIivers时,Ch∞伊王18410083,Chi矾)
Ak舡act:Tl}Ie5-nonylsalicyaldehydeo】【imew酷synthesizedf如m
nesium
4-nonylphenol,pa蹦b彻aldehydejmag-
c趴be
separation.Theoptimalconditions
powder,hyd日0xyl锄ine
suhte
and
non戚c
solvent0f260嚣oilbyt11emetllod0ne—pot.It
directly印pliedinthecopperex缸actionprocesswit}loutpurification
were∞follows:,l(4一nonylphen01):凡(magnesi啪):n(parafo肋aIdehyde):死(hydroxylallline
desiredproduct
caIl
suⅡate)is
GC).
1:O.6:2.5:0.55,formylationreactiontimeis3handoximationreactiontimeis2h.Theyieldofme
%es咖c£ure
was
97.8%(basedon4-nonylphen01)with90.9%puri哆(dete珊ined
charac£e五zedbyIR鲫dMS锄alysis.
beupt0
by
Keywords:5-nonylsa_lieyaldehydeo)【ime;one-pot
syn出esis;fo瑚ylation;oximation
1
5一壬基水杨醛肟是湿法炼铜中的一种重要的萃取剂,萃取容量大,萃取性能好,目前,铜溶剂萃取工
实验部分
1.1试剂与仪器
壬基酚、260’油为工业品;镁粉、甲醇、多聚甲醛、硫酸羟胺、甲苯、二甲苯等都为分析纯。
VEClloR22傅立叶红外光谱仪;QP2010联用仪;DB-5MS(30型毛细管色谱柱。1.2合成路线
以4.壬基酚为原料合成5.壬基水杨醛肟主要分三步进行。1.2.1成盐反应
GCMS
业采用的萃取剂大都是以5一壬基水杨醛肟为基
础¨.2J,因此,近年来对5。壬基水杨醛肟及其相似物生产新工艺的研究和开发成为了非常活跃的领域之一【3】。5一壬基水杨醛肟通常采用甲苯作溶剂分两锅H刮或一锅合成¨.7】。本文采用4一壬基酚、镁粉、多聚甲醛、硫酸羟胺为原料分别采用两锅法和一锅法合成了5一壬基水杨醛肟,比较了两种合成方法对反应的影响。最后本着环保的思想,以无毒或低毒
m×0.25姗×O.25岬)通用
的260。油取代了有毒的芳香类溶剂,用一锅法合成
了5一壬基水杨醛肟,反应速率很快,产物收率和纯度分别达97.8%和90.9%。
2CH30H+Mg叫(CH30)2Mg+H2
(CH。0):l吣+2
叫杰Y眠
收稿日期:2009JD6旬1
.。太Y呱
]_92+zcH,。H
修改稿日期:2009舶-22
作者简介:饶猛(1984一),男,江西抚州人,中南大学在读硕士研究生,师从蒋崇文副教授,主要研究铜的湿法冶金及萃取
剂的制备。电话:15874076323,E—mail:x艋j20042004@126.咖
万方数据
铜萃取剂
1160
应用化工
第38卷
1.2.2甲酰化反应
0_
M产+4HcHo
2
Mg“+2cHl0H
2
C一。。
1.2.3肟化反应
H
o_
O
NH:OH
占≮/伽L即+
N
oH
I
N
,oH
c≮/
IM产一兰=一卜
C丑。,
.。审‰卜r
C一。,
1.3实验方法
1.3.1
两锅合成方法在250mL四口烧瓶中加入
甲苯20mL,镁粉1.45g(0.6m01),油浴加热至65℃,在搅拌的同时缓缓加入20mL甲醇,冷凝回流反应1.5h。加入壬基酚22.0g(O.1m01),保温回流反应1.5h后升温至100~110℃以完全蒸出甲醇。缓缓加人多聚甲醛9.Og(0.3m01),约
40
min加完,反应3h后降温至50℃。加入50
mL
质量分数10%的硫酸酸洗lh,静置分层,有机相用水洗至中性,减压蒸馏,收集0.095MPa(真空度)下170~190℃的馏分。
用蒸馏出来的馏分作原料,甲苯为溶剂在50℃下于lh内缓缓加人质量分数34%的硫酸羟胺溶液
27
g(0.55m01),缓缓加入质量分数25%的Na2C03溶液22.8g,保温反应2h。静置分层,减压蒸馏以去除溶剂。产物经IR,MS进行结构鉴定,GC分析产物纯度。
1.3.2一锅合戍方法采用与两锅合成相同的物料配比和相同的反应条件,待甲酰化反应完成后,降温至50℃,然后直接向反应器中加人硫酸羟胺反应,肟化反应毕,酸洗静置分层,产物减压蒸馏以去除溶剂甲苯。产物经IR,MS进行结构鉴定,GC分析产物纯度。
2结果与讨论
2.1
一锅法与两锅法对产物的收率及纯度的影响5一壬基水杨醛肟的传统合成方法有两锅法和一
锅法,在相同的反应条件下考察了两锅法与一锅法对产物的收率及纯度的影响,结果见表l。
表l两锅法与一锅法对产物收率和纯度的影响
Table1
Innuen∞ofmethodoftwo-potand衄e.pot
on
tlIe
yieIdandpurityoftheproduct
万方数据
J
2
C,Hl,
由表l可知,一锅法合成的产物的收率与纯度都要比两锅法的要高。其原因是由于两锅合成方法操作繁琐,中间产物容易损失,导致最后产物收率降低,而一锅法反应操作简单,避免了产物的无形损失,从而收率及纯度都得到提高。2.2一锅合成的工艺条件
一锅法合成产物的收率与纯度都比两锅法的高,而且一锅合成操作更简便,更加节省时间,因此,接下来着重考察了一锅合成的最优工艺条件。2.2.1镁粉用量对反应的影响成盐反应是整个反应中关键的一步,生成的盐量直接影响后面产物的收率与纯度,而镁粉的量在成盐反应中的作用很关键。因此,在其他反应条件不变的情况下,考察了镁粉的加入量对产物收率和纯度的影响,结果见
表2。
表2
n(镁):n(4-壬基酚)对产物收率和纯度的影响
Table2
IIIfluen∞ofn(呦印eSil衄):n(4-肿nylphen01)∞the妒ddandp嘶锣oftheproduct
由表2可知,n(镁):7l(4一壬基酚)较小时,产物收率和纯度都不高,大到一定程度后继续增大比值,产物收率和纯度都变化不大,且后期酸洗的硫酸消耗量大,从经济角度分析,以n(镁):n(4.壬基酚)
=0.6:1最佳。
2.2.2多聚甲醛用量对反应的影响在其它反应条件不变的情况下,多聚甲醛的加入量对产物的收率及纯度的影响见表3。
铜萃取剂
第8期
饶猛等:高性能铜萃取剂的一锅合成
表3
n(多聚甲醛):席(4-壬基酚)对产物收率和纯度的影响
Table3
Innu蚰ce
of厅(pa例!bn∞ldehyde):
一(4 nonyIph明oI)on也eyieId
and
purityoftheproduct甲酰化反应是可逆反应,增加反应物的浓度,或从体系中不断去除生成物,可以提高产物收率。另外,甲醛能与水反应,百分之百的生成偕二醇。而反应中使用的多聚甲醛含有5%~6%的水,故反应中多聚甲醛的量应该过量。实验表明,n(多聚甲醛):n(4一壬基酚)=2.5:l时,产物收率和纯度都较理想。
2.2.3甲酰化反应时间对反应的影响在其它条件不变的情况下,甲酰化反应时间对产物的收率及纯度的影响见表4。
表4甲酰化反应时间对产物收率及纯度的影响
Table4
InnII蚰∞of
fomyla廿∞r翰c吐ontiIne帆the
yieId柚dpu一姆of
theproduct
由表4可知,反应时间短了,反应不充分,产物收率和纯度都不高;反应时间延长,副产物增多产物不纯。故采用甲酰化反应3h为宜。2.2.4硫酸羟胺用量对反应的影响
肟化反应是
一个非均相反应,在其它条件不变的情况下,硫酸羟胺用量对产物的收率及纯度的影响见表5。
表S
n{硫酸羟胺):厅(4.壬基酚)对产物收率和纯度的影晌
Table5
IIlflue眦e
of一(hydm剐aminesul蠡咖):
一(4.nonylphen01)ontIle妒eld狮dpu一锣0ftlle
product
由表5可知,儿(硫酸羟胺):n(4一壬基酚)=O.55:l时,产物的收率和纯度都较高;继续增大硫酸羟胺用量,虽然产率和纯度都有所提高,但综合考虑经济因素,还是以n(硫酸羟胺):厅(4一壬基酚)=O.55:l为好。
2.2.5肟化反应时间对反应的影响
在其它条件
不变的情况下,肟化反应时间对产物的收率及纯度
万方数据
的影响见表6。
表6肟化反应时间对产物收率及纯度的影响
TabIe6
InnI地noe
of伪【.吼a60nreac6伽time
on
the
yield锄dpllri锣ofthe
product
由表6可知,肟化反应的速率较快,约1.5h就基本达到平衡,肟化2h后继续延长时间,对产物收率及纯度并没太大影响。因此,确定肟化时间为
2h。
2.3溶剂对产物的收率及纯度的影响
溶剂是反应发生的媒介,不同的溶剂对反应会有直接的影响。很多报道都是以甲苯或二甲苯之类的非极性物质为溶剂,但是这类溶剂毒性太大,对环境污染严重。因此,本文采用无毒的260’溶剂油取代甲苯或二甲苯作溶剂。在其他条件不变的情况下,3种溶剂的平行实验结果见表7。
表7不同溶剂对产物收率及纯度的影响
Table7
InfI眦n∞ofd嫡锄Ⅻ吐鞠^vent蚰
theyiddand
purit)rofthepmduct
由表7可知,用260。油作溶剂,产物的收率和纯度并没有受到太大影响,但对环境更加友好,且反应最后的产物并不需要分离提纯,可以直接应用于铜的萃取工业。
原料4一壬基酚与产物5一壬基水杨醛肟的IR对比见图l。
…V厂’"
W旷。
y,cm‘‘
图1
原料4.壬基酚与产物5.壬基水杨醛肟的红外光谱图
Fig.1
IR
8pec协衄0fthe5一nonylsalicyaldehydeoxi踯
明d4-n伽ylphenol
2.4产物的定性分析
铜萃取剂
1162
应用化工
第38卷
由图l可知,产物在波数为1
623
cm。1处比原
佳工艺条件为n(4一壬基酚):n(镁):,t(多聚甲醛):,l(硫酸羟胺)=1:0.6:2.5:O.55,甲酰化反应3为90.9%。
(3)采用260。油作溶剂取代了有毒的甲苯和二
h,
料多出一个中等强度的吸收峰,是一C—NOH产生
的吸收峰,由此初步断定生成的产物为肟。
产物5.壬基水杨醛肟的MS图见图2。
肟化反应2h,5一壬基水杨醛肟收率为97.8%,纯度
甲苯之类的芳香类非极性溶剂,产物收率和纯度没
受到影响,且产物不需分离提纯就可以直接应用于
;
铜的萃取工业。参考文献:
“f.}伯
50
75
100125
150
。
.f
.i.
250
275300
[1]李效军,王凯,陈炜,等.5-壬基水杨醛肟的合成[J].精
细石油化工,2007,24(3):57_59.[2]
GaryA
et
175200225
m,z
Kordosky,Kenneth
D
Macky,RBmnteysuddenlI,
图25.壬基水杨醛肟质谱图
the
№2M蝴spect咖0f
a1.蹦vent麟tracti叩:us,4507268[P].1985拐猫.
H们阻rd,Keams,et
5.non曲aHc蜘dehydeoxime
[3]
Di咖it。Je舭y
a1.syntll瞄i80f
rIl/z:263(M+),234,192,178,164,160,150,132,120,9l,77,55,43,41与目标产物5一壬基水杨醛肟特征相符。因此,MS图可以进一步确定所得产品为5一壬基水杨醛肟。
[4]
2-hydr0】【yarylaldehyd酷:us,5856583[P].1999旬1_05.
Je任reyHD,MarkA
K,Wiui锄H
C.synthesi8
0f
2 hy如xy8叫aldebydes:蹦浏Stat鹪Patent,6274068
[P].200l旬8.14.[5]Kd)echek
L
3结论
(1)分析比较了一锅法与两锅法合成铜萃取剂
5一壬基水杨醛肟。一锅法操作更加简便,产物产率和纯度都相对更高。
(2)以4一壬基酚、镁粉、多聚甲醛、硫酸羟胺为原料,260’油作溶剂一锅合成5一壬基水杨醛肟的最
(上接第1158页)
0,C∞eyM.O五mati∞proc鹤s:us,5300689
[P].1994.04彤.
[6]
Sure8h.Anovel
proI瑚8
forthe
m明uf{lctu陀0f5-肿nyl
salicylald戚me:wO,200r7/034501A2[P].200r7旬3’29.
[7]
D舭iel
妇:uS,5399761[P].1995奶-21.
569.575.
L.Metllodforthe
pr;ep岫donof2一hydmxyar)rlal缸
酸盐浓度为40g/L,CS2与PVAm HCl物质的量比1.1:1,反应时间3h,NaOH与PVAm HCl链节物质量之比为1.9:l,此时转化率达最大值61.9%。参考文献:
n1J
Y船lIllimS,GoN,’I'akayIll【iH,et
[5]陈义镛,顾振楣.聚乙烯苄多乙烯多胺二硫代羧酸大孔
型螫合树脂合成与性质的研究[J].高分子通讯,1982(6):443450.
[6]林建荣,金章岩,卓家明,等.新型氨基二硫代甲酸盐螯
合树脂的合成及其吸附性能研究[J].福建师范大学学报,1992,8(2):65-71.[7]
MathewB,PiU丑iVNR.Metal
a1.sepa瑚畸∞0ftr锄si-
d∞metal8llsinginorgllIlicadsorben协modified试thche一
舢IIgug龃ds[J].hd
5065.5070.
Eng
ch锄陆,2002,4l(20):
c锄plexati∞0fcr∞sliIII【ed
polyacrylalnide&Supp嘣edditlliocarb锄砒酷e位ctofthe
moleclll8r
chmcter蛆d
exte毗0f
cr∞slirll【iIlg∞compl腻-
心1JHaiT,HuynH,MikiyaT.Remove0fBi,Cd,Co,Cu,Fb,
“帆[J].Proc∞din萨0ftheIIIdi姐Acade唧0fscienc嚣
&Chenlical
M,Pb衄dZn舶m锄8que0啪IIitmte砥翘唧衍tll
ethylhexyl)phosph喇cacidimpre印ated
IndErIgChem
kapok
bis(2一
scienc鹪,1992(1):104-108.
6ber[J].
[8]董世华,唐万雄.螯合树脂研究——Ⅺ.一类新的氨基
二硫代甲酸型螯合树脂的合成及吸附性能[J].高分子学报,1990(1):13-17.
[9]徐羽梧,陈正国.螯合树脂研究Ⅲ、以聚醚为主链的氨
基二硫代甲酸型螯合树脂的合成及其吸附性能[J].离子交换与吸附,1987(1):9.14.
[10]宁永成.有机化合物机构鉴定与有机波谱学[M].北
京:科学出版社,2000:322.363.
R鹄,2003,42(17):40504054.
WH.sorptionofhea、rymetalsonto∞lec.
口I(ieferR,HoU
dveion-excllan8er瞄i璐with锄inoph鹪phanate
EIlg
chem
fhnctional
groups[J].Ind
4576.
R髓,2001,加(21):4570-
p.1谭淑英,汪玉庭,程格,等.交联壳聚糖乙酸酯冠醚对金属离子的吸附性能研究[J].环境化学,1998,17(6):
万方数据
铜萃取剂
高性能铜萃取剂的一锅合成
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):引用次数:
饶猛, 蒋崇文, 贺瑛, 肖豪
中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083应用化工
APPLIED CHEMICAL INDUSTRY2009,38(8)0次
参考文献(7条)
1.李效军,王凯,陈炜,等.5-壬基水杨醛肟的合成[J].精细石油化工,2007,24(3):57-59.
2.Gary A Kordosky,Kenneth D Macky,R Brantey Sudderth,et al.Solvent extraction:US,4507268[P].1985-03-26.
3.Dimmit,Jeffrey Howard,Kearns,et al.Synthesis of 2-hydroxyarylaldehydes:US,5856583[P].1999-01-05.4.Jeffrey H D,Mark A K,William H C.Synthesis of 2-hydroxyarylaldehydes:United StatesPatent,6274068[P].2001-08-14.
5.Krbechek L O,Casey M.Oximation process:US,5300689[P].1994-04-05.
6.Suresh.Anovel process for the manufacture of 5-nonyl salicylaldoxime:WO,2007/034501 A2[P].2007-03-29.
7.Daniel L.Method for the preparation of 2-hydroxyarylaldoximes:US,5399761[P].1995-03-21.
相似文献(0条)
本文链接:/Periodical_sxhg200908022.aspx
下载时间:2010年3月5日
正在阅读:
高性能铜萃取剂的一锅合成05-16
《倾城之恋》内容简介02-15
人教版PEP六年级英语上册期末试卷含答案04-09
大学物理实验 液晶光电效应综合实验02-01
碧血剑读后感10篇12-12
邯郸最美—黄粱梦 - 图文12-20
冬天的雪景日记3篇11-21
有趣的动物作文300字06-30
临床护理风险防范02-28
- 教学能力大赛决赛获奖-教学实施报告-(完整图文版)
- 互联网+数据中心行业分析报告
- 2017上海杨浦区高三一模数学试题及答案
- 招商部差旅接待管理制度(4-25)
- 学生游玩安全注意事项
- 学生信息管理系统(文档模板供参考)
- 叉车门架有限元分析及系统设计
- 2014帮助残疾人志愿者服务情况记录
- 叶绿体中色素的提取和分离实验
- 中国食物成分表2020年最新权威完整改进版
- 推动国土资源领域生态文明建设
- 给水管道冲洗和消毒记录
- 计算机软件专业自我评价
- 高中数学必修1-5知识点归纳
- 2018-2022年中国第五代移动通信技术(5G)产业深度分析及发展前景研究报告发展趋势(目录)
- 生产车间巡查制度
- 2018版中国光热发电行业深度研究报告目录
- (通用)2019年中考数学总复习 第一章 第四节 数的开方与二次根式课件
- 2017_2018学年高中语文第二单元第4课说数课件粤教版
- 上市新药Lumateperone(卢美哌隆)合成检索总结报告
- 萃取
- 高性能
- 合成
- 中职班主任如何做好学生心理健康教育的几点思考
- 必修一晨读晚练答案1
- 新大学日本语第6课
- 包装创意设计大赛活动方案细则
- 2015年证券从业人员的禁区C15080 考试答案100分
- 员工出差管理制度
- 微生物在自然界物质循环中的作用
- 煤矿六大系统建设规范(试行)
- 依托自身实际,打造“田园松阳”特色旅游新...
- (完整版)第五章的地理差异知识点,推荐文档
- 煤矿重大安全生产隐患排查治理报告和监管监察办法
- 变频空调抽真空操作程序
- 静载试验架拼装方案
- 2013小学英语优质课比赛方案
- 全新版大学英语第一册Unit 8 Menu
- 第三章 影响瓦斯赋存的地质条件
- 永诺电气YN-811A母联保护测控装置技术说明书
- 矿用产品安全标志抽样检验细则
- 企业财务2012年工作总结
- 2021年4月外国文学史真题及答案