Yüksek saflıkta Nonsymmetric Dialkylphosphinic asit Extractants sentezi
Summary
Alarak yüksek saflıkta nonsymmetric dialkylphosphinic asit extractants sentezi için bir protokol sunulmuştur (2,3-dimethylbutyl) (2,4, 4′-trimethylpentyl) bir örnek olarak phosphinic asit.
Abstract
Biz bir sentez mevcut (2,3-dimethylbutyl) (2,4, 4′-trimethylpentyl) phosphinic asit yüksek saflıkta nonsymmetric dialkylphosphinic asit extractants sentezi için bir yöntem göstermek için bir örnek olarak. Düşük toksik sodyum hipofosfit bir (2,3-Dimetil-1-monoalkylphosphinic asit ara oluşturmak için butene) organik ile tepki için fosfor kaynağı olarak seçilmiştir. Sadece monoalkylphosphinic asit dialkylphosphinic asit ile Amantadin nedeniyle tepki değil iken bir amantadine∙mono-alkylphosphinic asit tuz formu Amantadin ile tepki olarak Amantadin dialkylphosphinic asit yan ürünü kaldırmak için kabul edildi onun büyük steric engel. Saf monoalkylphosphinic asit sonra organik nonsymmetric dialkylphosphinic asit (NSDAPA) vermeye B (diisobutylene) ile tepki. Unreacted monoalkylphosphinic asit-ebilmek var olmak kolayca çıkarmak bir basit Bankası-asit tarafından tedavi sonrası ve diğer organik kirleri kobalt tuzu yağış ayrılabilir. Yapısı (2, 3-dimethylbutyl) (2,4, 4′-trimethylpentyl) phosphinic asit olduğunu doğruladı 31P NMR, 1H NMR, ESI-MS ve FT-IR. tarafından Saflık potentiometric titrasyon yöntemi tarafından tespit edildi ve saflığı % 96 aşabilir sonuçlar gösterir.
Introduction
Asidik organofosfor extractants yaygın olarak geleneksel hydrometallurgy alanında ayıklama ve nadir toprak iyonları1,2, demir harici metaller (Co/Ni3,4gibi) nadir metaller (ayrılması için kullanılır Hf/Zr gibi5V6,7), aktinitleri8, vb. Son yıllarda, onlar da ikincil kaynak geri dönüşüm ve üst düzey sıvı atık bertaraf9alanlarında daha fazla dikkat çekmiştir. Di-(2-ethylhexyl) fosforik asit (D2EHPA veya P204), 2-ethylhexylphosphoric asit mono-2-ethylhexyl ester (EHEHPA, PC 88A veya P507) ve Di-(2,4, 4′-trimethylpentyl)-dialkylphosphoric asit temsilcileri olan phosphinic asit (Cyanex272), Aminobenzensülforik asit mono alkil esterleri ve dialkylphosphinic asit sırasıyla, en sık kullanılan extractants vardır. Onların Asitlik aşağıdaki sırayla azalır: P204 > P507 > Cyanex 272. Karşılık gelen çıkarma yeteneği, ayıklama kapasite ve sıyırma Asitlik sırasına göre tüm P204 vardır > P507 > Cyanex 272 ve ayrılık performans olduğunu ters sırada. Bu üç extractants çoğu zaman etkili olur. Ancak, hala bazı koşullar vardır nereye onlar are değil çok verimli: ağır nadir toprak elementleri ayırma, varolan ana sorunları olan zavallı seçicilik ve P204 ve P507, yüksek sıyırma asit düşük çekme kapasitesi ve emülsiyon eğilim Cyanex 272 için ayıklama sırasında. Böylece, roman extractants gelişimi son yıllarda daha çok dikkat çekti.
Dialkylphosphinic asit extractants sınıf yeni extractants geliştirmek için en önemli araştırma unsurlarından biri olarak kabul edilir. Son araştırmalar çıkarma yeteneği dialkylphosphinic asit alkil organik10,11yapısına büyük ölçüde bağlı olduğunu gösterdi. Bu önemli ölçüde daha yüksek P507 bundan Cyanex 27212daha düşürmek için daha geniş bir aralıktan olabilir. Ancak, roman dialkylphosphinic asit extractants keşfi ticari organik yapısı10,12,13,14,–15sınırlı, 16. Dialkylphosphinic asit extractants da Grignard reaksiyonu yöntemi tarafından sentez rağmen sıkı12,17tepki koşullardır.
NSDAPA, iki alkyls farklı olan yeni extractants keşfi bir kapı açar. Dialkylphosphinic asit yapıları daha farklı hale getirir ve çıkarma ve ayrılık performans onun alkil yapıları her ikisini değiştirerek ince ayar. NSDAPA geleneksel sentetik yöntemi PH3 yüksek toksisite, titiz reaksiyon koşulları ve zor arıtma gibi birçok dezavantajları vardır bir fosfor kaynağı olarak kullanılır. Son zamanlarda bir fosfor (bkz. şekil 1) kaynağı ve başarılı bir şekilde üç NSDAPAs18sentezlenmiş olarak sodyum hipofosfit kullanarak NSDAPA sentez için yeni bir yöntem bildirdi. Bu ayrıntılı Protokolü deneyler yineleyin ve NSDAPA extractants sentetik yöntemi usta yeni uygulayıcıları yardımcı olabilir. Biz almak (2, 3-dimethylbutyl) (2,4, 4′-trimethylpentyl) bir örnek olarak phosphinic asit. Adları ve yapıları olefin A, ara mono-alkylphosphinic asit, organik B ve karşılık gelen NSDAPA, Tablo 1‘ de görüntülenir.
Protocol
Representative Results
Discussion
En kritik protokol içinde mono-alkylphosphinic asit sentezi (şekil 1bir) adımdır. Bu tepki, daha yüksek bir verim ve daha az dialkylphosphinic asit yan ürün daha iyi. NaH2PO2/olefin A molar oranı artan verim artırmak ve dialkylphosphinic asit yan ürün üretimi inhibe. Ancak, bir büyük NaH2PO2 doz Ayrıca maliyet artırmak ve coşkulu bir soruna neden. NaH2PO2/olefin A tercih edilen molar oranı 3:…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser Ulusal Doğa Bilim Vakfı Çin (21301104), orta üniversiteler (FRF-TP-16-019A3) ve devlet anahtar laboratuvar, Kimya Mühendisliği (SKL-ChE-14A04) için temel araştırma fonu tarafından desteklenmiştir.
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% |
References
- Swain, B., Otu, E. O. Competitive extraction of lanthanides by solvent extraction using Cyanex 272: Analysis, classification and mechanism. Sep Purif Technol. 83, 82-90 (2011).
- Wang, Y. L., et al. The novel extraction process based on CYANEX (R) 572 for separating heavy rare earths from ion-adsorbed deposit. Sep Purif Technol. 151, 303-308 (2015).
- Regel-Rosocka, M., Staszak, K., Wieszczycka, K., Masalska, A. Removal of cobalt(II) and zinc(II) from sulphate solutions by means of extraction with sodium bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinate (Na-Cyanex 272). Clean Technol Envir. 18 (6), 1961-1970 (2016).
- Hereijgers, J., et al. Separation of Co(II)/Ni(II) with Cyanex 272 using a flat membrane microcontactor: Stripping kinetics study, upscaling and continuous operation. Chem Eng Res Des. 111, 305-315 (2016).
- Lee, M. S., Banda, R., Min, S. H. Separation of Hf(IV)-Zr(IV) in H2SO4 solutions using solvent extraction with D2EHPA or Cyanex 272 at different reagent and metal ion concentrations. Hydrometallurgy. 152, 84-90 (2015).
- Noori, M., Rashchi, F., Babakhani, A., Vahidi, E. Selective recovery and separation of nickel and vanadium in sulfate media using mixtures of D2EHPA and Cyanex 272. Sep Purif Technol. 136, 265-273 (2014).
- Li, X. B., et al. Thermodynamics and mechanism of vanadium(IV) extraction from sulphate medium with D2EHPA, EHEHPA and CYANEX 272 in kerosene. Trans Nonferrous Met Soc China. 22 (2), 461-466 (2012).
- Das, D., et al. Effect of the nature of organophosphorous acid moiety on co-extraction of U(VI) and mineral acid from aqueous solutions using D2EHPA, PC88A and Cyanex 272. Hydrometallurgy. 152, 129-138 (2015).
- Baba, A. A., et al. Extraction of copper from leach liquor of metallic component in discarded cell phone by Cyanex (R) 272. JESTEC. 11 (6), 861-871 (2016).
- Du, R. B., et al. Microwave-assisted synthesis of dialkylphosphinic acids and a structure-reactivity study in rare earth metal extraction. RSC Adv. 5 (126), 104258-104262 (2015).
- Du, R. B., et al. alpha, beta-Substituent effect of dialkylphosphinic acids on anthanide extraction. RSC Adv. 6 (61), 56004-56008 (2016).
- Wang, J. L., Xu, S. X., Li, L. Y., Li, J. Synthesis of organic phosphinic acids and studies on the relationship between their structure and extraction-separation performance of heavy rare earths from HNO3 solutions. Hydrometallurgy. 137, 108-114 (2013).
- Hino, A., Nishihama, S., Hirai, T., Komasawa, I. Practical study of liquid-liquid extraction process for separation of rare earth elements with bis (2-ethylhexyl) phosphinic acid. J Chem Eng Jpn. 30 (6), 1040-1046 (1997).
- Ju, Z. J., et al. Synthesis and extraction performance of di-decylphosphinic acid. Chin J Nonferrous Met. 20 (11), 2254-2259 (2010).
- Li, L. Y., et al. Dialkyl phosphinic acids: Synthesis and applications as extractant for nickel and cobalt separation. Trans Nonferrous Met Soc China. 20, 205-210 (2010).
- Wang, J. L., et al. Solvent extraction of rare earth ions from nitrate media with new extractant di-(2,3-dimethylbutyl)-phosphinic acid. J Rare Earths. 34 (7), 724-730 (2016).
- Hu, W. X. Synthesis and properties of di-tertiary alkylphosphinic acids. Chem J Chin Univ-Chin. 15 (6), 849-853 (1994).
- Wang, J. L., Chen, G., Xu, S. M., Li, L. Y. Synthesis of novel nonsymmetric dialkylphosphinic acid extractants and studies on their extraction-separation performance for heavy rare earths. Hydrometallurgy. 154, 129-136 (2015).
- Wang, J. L., Xie, M. Y., Wang, H. J., Xu, S. M. Solvent extraction and separation of heavy rare earths from chloride media using nonsymmetric (2,3-dimethylbutyl)(2,4,4′-trimethylpentyl)phosphinic acid. Hydrometallurgy. 167, 39-47 (2017).
- Menoyo, B., Elizalde, M. P., Almela, A. Determination of the degradation compounds formed by the oxidation of thiophosphinic acids and phosphine sulfides with nitric acid. Anal Sci. 18 (7), 799-804 (2002).
- Darvishi, D., et al. Synergistic effect of Cyanex 272 and Cyanex 302 on separation of cobalt and nickel by D2EHPA. Hydrometallurgy. 77, 227-238 (2005).
