고 순도 Nonsymmetric Dialkylphosphinic 산 Extractants의 합성
Summary
고 순도 nonsymmetric dialkylphosphinic 산 extractants의 합성에 대 한 프로토콜 제시, 복용 (2, 3-dimethylbutyl) (2, 4, 4′-trimethylpentyl) 예를 들어 phosphinic 산.
Abstract
우리 선물의 합성 (2, 3-dimethylbutyl) (2, 4, 4′-trimethylpentyl) 고 순도 nonsymmetric dialkylphosphinic 산 extractants의 합성에 대 한 메서드를 보여 주기 위해 예제로 phosphinic 산. 낮은 독성 나트륨 hypophosphite 올레와 반응 인 소스는 (2, 3-디 메 틸-1-butene) 중간 monoalkylphosphinic 산을 생성 하기 위해 선정 되었다. 소나만 monoalkylphosphinic 산 dialkylphosphinic 산 수 없습니다 때문에 소나로 반작용 하는 동안 amantadine∙mono alkylphosphinic 산 성 소금 형성 소나 반응 수로 dialkylphosphinic 산 성 부산물을 제거 하 채택 되었다 그것의 큰 입체 지 장입니다. 순화 monoalkylphosphinic 산 다음 올레 B (diisobutylene) nonsymmetric dialkylphosphinic 산 (NSDAPA)를 가진 반응 했다. Unreacted monoalkylphosphinic 산 간단한 기본 산 후 처리에 의해 쉽게 제거 될 수 있다 고 다른 유기 불순물 코발트 소금의 강 수를 통해 밖으로 분리 될 수 있다. 구조는 (2, 3-dimethylbutyl) (2, 4, 4′-trimethylpentyl) phosphinic 산 31P NMR, 1H NMR, ESI-MS, 및 FT-적외선에 의해 확인 되었다 순도 potentiometric 적정 방법으로 결정 했다 고는 나타냅니다 순도 96%를 초과할 수 있습니다.
Introduction
산 성 organophosphorus extractants 추출 및 분리 희토류 이온1,2, (공동/Ni3,4) 같은 비-철 금속, 희귀 금속 (전통적인 hydrometallurgy 필드에서 널리 이용 된다 Hf/Zr5, V6,7), 같은 actinides8, 등. 최근 몇 년 동안, 그들은 또한 높은 수준의 액체 폐기물 처리9보조 자원 재활용 분야에 더 많은 관심을 받고 있다. 디-(2-ethylhexyl) 인산 D2EHPA (P204), 2-ethylhexylphosphoric 산 성 모노-2-ethylhexyl 에스테 르 (EHEHPA, 88A, PC 또는 P507) 그리고 디-(2, 4, 4′-trimethylpentyl)-phosphinic 산 (Cyanex272), dialkylphosphoric 산의 대표는 alkylphosphoric 산 성 모노 알 킬 에스테 르 및 dialkylphosphinic은 각각, 가장 일반적으로 사용 되는 extractants 있습니다. 그들의 산 성도 다음 순서로 감소: P204 > P507 > Cyanex 272. 해당 추출 능력, 추출 용량 및 스트립 산 성도 모두 P204 순서는 > P507 > Cyanex 272, 반대 순서로 분리 성능입니다. 이 3 개의 extractants는 대부분의 경우에 효과적입니다. 그러나, 여전히 몇 가지 조건이 있다 어디 있는지 너무 효율적: 무거운 희토류 분리는 기존 하는 주요 문제는 가난한 선택도 및 P204 및 P507, 높은 스트립 산 낮은 추출 용량 및 유제 경향 동안에 Cyanex 272에 대 한 추출. 따라서, 소설 extractants의 개발은 최근 몇 년 동안에서 큰 관심을 받고 있다.
Dialkylphosphinic 산 extractants의 클래스는 새로운 extractants를 개발 하는 가장 중요 한 연구 측면 중 하나 간주 됩니다. 최근 연구에 dialkylphosphinic 산의 추출 능력 알 킬 치환 기10,11의 구조에 크게 의존 했다. 그것은 Cyanex 27212의 그것 보다 낮은 P507의 그것 보다 훨씬 더 높은에서 광범위 한 수 있습니다. 그러나, 소설 dialkylphosphinic 산 extractants의 탐험은 상업 올레 구조10,12,13,,1415, 제한 16. Dialkylphosphinic 산 extractants 또한 그리 반응 방법으로 종합 될 수, 있지만 반응 조건은 엄격한12,17입니다.
NSDAPA, 2 개의 alkyls는 다른, 새로운 extractants의 탐험에 문을 엽니다. Dialkylphosphinic 산의 구조 더 다양 한와 그것의 추출 및 분리 성능을 모두 알 킬 구조를 수정 하 여 미세 조정 수 있습니다. NSDAPA의 전통적인 합성 방법 높은 독성, 엄격한 반응 조건, 그리고 어려운 정화 같은 많은 단점이 인 원본으로 PH3 사용. 최근 우리 NSDAPA 한 인 ( 그림 1참조) 소스와 성공적으로 합성 3 NSDAPAs18나트륨 hypophosphite를 사용 하 여 합성 하는 새로운 방법을 보고. 이 상세한 프로토콜 새로운 실무자 실험을 반복 하 고 NSDAPA extractants의 합성 방법 마스터 수 있습니다. 우리 (2, 3-dimethylbutyl) (2, 4, 4′-trimethylpentyl) 예를 들어 phosphinic 산. 이름 및 올레 A, 중간 모노-alkylphosphinic 산, 올레 B, 및 해당 NSDAPA의 구조는 표 1에 표시 됩니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
프로토콜 내에서 가장 중요 한 단계는 모노-alkylphosphinic 산 합성입니다 (그림 1a). 이 반응에서 높은 수율 및 적은 dialkylphosphinic 산 성 부산물이 좋습니다. NaH2포2/olefin A의 어 금 니 비율 증가 수율 향상 되며 dialkylphosphinic 산 성 부산물의 생성을 억제. 그러나, 큰 NaH2포2 복용량 또한 비용을 증가 하 고 교 반 문제가 발생할. NaH2</su…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 자연 과학 재단의 중국 국가 (21301104), 중앙 대학 (FRF-TP-16-019A3), 그리고는 주 키 연구소의 화학 공학 (SKL-체-14A04)에 대 한 근본적인 연구 자금에 의해 지원 되었다.
Materials
| sodium hypophosphite hydrate | Tianjin Fuchen Chemical Reagents Factory | Molecular formula: NaH2PO2∙H2O, purity ≥99.0% | |
| 2,3-dimethyl-1-butene | Adamas Reagent Co., Ltd. | Molecular formula: C6H12, purity ≥99% | |
| diisobutylene | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | Molecular formula: C8H16, purity 97% | |
| acetic acid | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | Molecular formula: C2H4O2, purity ≥99.5% | |
| di-tert-butylnperoxide | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | Molecular formula: C8H18O2, purity ≥97.0% | |
| tetrahydrofuran | Beijing Chemical Works | Molecular formula: C4H8O, purity A.R. | |
| amantadine hydrochloride | Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD | Molecular formula: C10H17N∙HCl, purity 99% | |
| ethyl ether | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | Molecular formula: C4H10O, purity ≥99.7% | |
| ethyl acetate | Xilong Chemical Co., Ltd. | Molecular formula: C4H8O2, purity ≥99.5% | |
| acetone | Beijing Chemical Works | Molecular formula: C3H6O, purity ≥99.5% | |
| sodium hydroxide | Xilong Chemical Co., Ltd. | Molecular formula: NaOH, purity ≥96.0% | |
| concentrated sulfuric acid | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | Molecular formula: H2SO4, purity 95-98% | |
| hydrochloric acid | Beijing Chemical Works | Molecular formula: HCl, purity 36-38% | |
| sodium chloride | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | Molecular formula: NaCl, purity ≥99.5% | |
| anhydrous magnesium sulfate | Tianjin Jinke Institute of Fine Chemical Industry | Molecular formula: MgSO4, purity ≥99.0% | |
| Cobalt(II) chloride hexahydrate | Xilong Chemical Co., Ltd. | Molecular formula: CoCl2∙6H2O, purity ≥99.0% |
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