羟肟萃取剂LIX63的合成研究及其类似物的设计与合成

论文摘要

随着市场对铜的需求量的逐年增加,湿法冶铜的比重在加大,其萃取剂的研制与开发也日益受到人们的广泛关注。LIX63（5,8-二乙基-7-羟基-十二烷-6-肟）是世界上首个应用于湿法冶铜中的商品羟肟萃取剂,它在pH>3的溶液中对铜具有相当高的选择性。又有最新研究表明,LIX63作为协同萃取剂使用时所构成的协同萃取体系对铜、钴、镍等金属的萃取具有萃取效率高,速度快,适用条件受限较少等特点。本文通过单因素实验确定了合成LIX63适宜的反应条件:酯化反应中,异辛酸与催化剂浓硫酸的摩尔比为1:0.48,异辛酸与甲醇的摩尔比为1:4,反应时间为6h。此条件下,以异辛酸计异辛酸甲酯的收率为94.9%。偶姻缩合反应中,异辛酸甲酯与钠的摩尔比为1:2.39,钠与硫酸的摩尔比为1:1.25。以加入0.65mol钠,1.55mol异辛酸甲酯计,溶剂苯的用量以200mL为宜。反应温度为19℃,反应时间为8h,硫酸用量以0.70mol计,滴加时间以5h为宜。此条件下,以异辛酸甲酯计5,8-二乙基-7-羟基-十二烷-6-酮的收率为73.5%。肟化反应中,乙酸钠作缚酸剂,甲醇作溶剂。5,8-二乙基-7-羟基-十二烷-6-酮,盐酸羟胺与乙酸钠的摩尔比为1:2:3,反应时间以22h为宜。此条件下,以5,8-二乙基-7-羟基-十二烷-6-酮计5,8-二乙基-7-羟基-十二烷-6-肟的收率为85.0%。为研究萃取剂分子中取代基的电子效应、空间效应对萃取性能的影响,本文合成了LIX63的类似物3-羟基-5-乙基-壬烷-4-酮及3-羟基-5-乙基-壬烷-4-肟,并采用MS进行结构表征,初步确定所合成物质的结构与目标化合物结构一致。通过单因素实验对上述两化合物的合成条件进行了简单的优化,较适宜的反应条件为:（1） 3-羟基-5-乙基-壬烷-4-酮:异辛酸乙酯与丙酸乙酯的摩尔比为1:3,混合酯与钠的摩尔比为1:2.73,以苯为溶剂,反应温度为35℃,另一半钠砂于1h内加入,反应时间为4h,此条件下,以异辛酸乙酯计3-羟基-5-乙基-壬烷-4-酮的收率为27.3%。（2） 3-羟基-5-乙基-壬烷-4-肟:3-羟基-5-乙基-壬烷-4-酮与盐酸羟胺、吡啶的摩尔比为1:2:3,反应时间为5h,此条件下,以3-羟基-5-乙基-壬烷-4-酮计3-羟基-5-乙基-壬烷-4-肟的收率为86.7%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• § 1-1 萃取剂概述
• 1-1-1 由铜工业现状看研究萃取剂的重要性
• 1-1-2 萃取剂应用
• § 1-2 LIX63 的简介
• 1-2-1 LIX63 的发展历程
• 1-2-2 LIX63 的新应用
• 1-2-3 LIX63 的理化性质及应用方法
• 1-2-4 LIX63 的萃取机理
• 1-2-5 LIX63 的合成方法
• § 1-3 萃取剂各论
• 1-3-1 萃取剂的一般要求
• 1-3-2 萃取剂分类
• 1-3-3 中性萃取剂
• 1-3-4 酸性萃取剂
• 1-3-5 碱性萃取剂
• 1-3-6 螯和萃取剂
• § 1-4 课题提出及研究工作
• 1-4-1 LIX63 的合成研究
• 1-4-2 新型羟肟类化合物的设计与合成
• 第二章 实验部分
• § 2-1 主要试剂与原料
• § 2-2 主要实验仪器与设备
• § 2-3 实验方法
• 2-3-1 LIX63 的合成
• 2-3-2 3-羟基-5-乙基-壬烷-4-酮的合成
• 2-3-3 3-羟基-5-乙基-壬烷-4-肟的合成
• § 2-4 定性定量分析
• 2-4-1 定性分析
• 2-4-2 定量分析
• 第三章 LIX63 的合成研究
• § 3-1 酯化反应条件的选择与确定
• 3-1-1 催化剂用量对酯化反应的影响
• 3-1-2 异辛酸与甲醇的摩尔比对酯化反应的影响
• 3-1-3 反应时间的影响
• § 3-2 偶姻缩合反应条件的选择与确定
• 3-2-1 钠砂的制备
• 3-2-2 异辛酸甲酯与钠的摩尔比的选择
• 3-2-3 溶剂用量的影响
• 3-2-4 反应温度对偶姻缩合反应的影响
• 3-2-5 反应时间的确定
• 3-2-6 硫酸用量的选择
• 3-2-7 硫酸滴加时间的选择
• 3-2-8 减压蒸馏中提高产品收率的方法
• § 3-3 肟化反应条件的选择与确定
• 3-3-1 缚酸剂的选择
• 3-3-2 酮，盐酸羟胺与乙酸钠摩尔比的选择
• 3-3-3 溶剂的选择
• 3-3-4 反应时间的选择
• 3-3-5 后处理操作的几点注意
• § 3-4 小结
• 第四章 新型羟肟类萃取剂的合成研究
• § 4-1 3-羟基-5-乙基-壬烷-4-酮的合成研究
• 4-1-1 反应方程式
• 4-1-2 3-羟基-5-乙基-壬烷-4-酮的合成研究
• 4-1-3 结构表征
• 4-1-4 小结
• § 4-2 3-羟基-5-乙基-壬烷-4-肟的合成研究
• 4-2-1 反应方程式
• 4-2-2 3-羟基-5-乙基-壬烷-4-肟的合成研究
• 4-2-3 结构表征
• 4-2-4 小结
• 第五章 结 论
• 参考文献
• 附 录
• 致 谢
• 攻读硕士期间所取得的相关科研成果