توليف لدرجة نقاء عالية نونسيميتريك ديالكيلفوسفينيك حمض اكستراكتانتس
Summary
يقدم بروتوكول لتوليف عالية النقاء ديالكيلفوسفينيك نونسيميتريك حمض اكستراكتانتس، أخذ (2، 3-ديميثيلبوتيل) (2.4، 4 ‘-) حمض فوسفينيك كمثال.
Abstract
نقدم التوليف (2، 3-ديميثيلبوتيل) (2.4، 4 ‘-) حمض فوسفينيك كمثال لتوضيح طريقة لتركيب درجة نقاء عالية حمض ديالكيلفوسفينيك نونسيميتريك اكستراكتانتس. واختير هيبوفوسفيتي منخفض الصوديوم السامة كمصدر الفوسفور تتفاعل مع اوليفينيه (2، 3-ثنائي ميثيل-1-بوتين) لتوليد حمض مونوالكيلفوسفينيك وسيطة. اعتمد أمانتادين لإزالة ثانوي حمض ديالكيلفوسفينيك، حمض مونوالكيلفوسفينيك فقط يمكن أن تتفاعل مع أمانتادين لتشكيل ملح حمض amantadine∙mono-الكيلفوسفينيك، بينما لا يتفاعل حمض ديالكيلفوسفينيك مع أمانتادين نظراً عائق كبير الفراغية. ثم كان رد فعل حمض مونوالكيلفوسفينيك المنقي مع اوليفينيه ب (دييسوبوتيليني) لإنتاج حمض ديالكيلفوسفينيك نونسيميتريك (نسدابا). يمكن بسهولة إزالة حمض مونوالكيلفوسفينيك الممتص بحمض-قاعدة بسيطة بعد علاج، ويمكن فصل الشوائب العضوية الأخرى من خلال هطول الأمطار الملح الكوبالت. الهيكل (2، 3-ديميثيلبوتيل) (2.4، 4 ‘-) حمض فوسفينيك وأكد 31ف الرنين المغناطيسي والرنين المغناطيسي 1ح، أي إس أي–مرض التصلب العصبي المتعدد ومتر-الأشعة تحت الحمراء. النقاء مصممة بطريقة معايرة فرق الجهد، وأن النتائج تشير إلى أن النقاء يمكن أن تتجاوز 96%.
Introduction
اكستراكتانتس الفسفورية العضوية الحمضية تستخدم على نطاق واسع في ميدان مصاهر التقليدية لاستخراج وفصل النادرة أيونات1،2، والمعادن غير الحديدية (مثل شركة/ني3،4)، (المعادن النادرة مثل التردد/Zr5،6،V7)، الأكتينيدات8، إلخ. في السنوات الأخيرة، وأنها اجتذبت أيضا مزيدا من الاهتمام في مجالات إعادة تدوير الموارد الثانوية وتصريف النفايات السائلة الرفيعة المستوى9. دي-(2-اثيلهيكسيل) حمض الفوسفوريك (D2EHPA أو P204)، اثيلهيكسيلفوسفوريك 2 حمض مونو-2-اثيلهيكسيل إستر (أبا أو PC 88 أ، أو P507)، ودي-(2.4، 4 ‘-)-حمض فوسفينيك (Cyanex272)، وهم الممثلون للأحماض ديالكيلفوسفوريك، على التوالي، هي استرات أحادية الألكيل حمض الكيلفوسفوريك، والأحماض ديالكيلفوسفينيك اكستراكتانتس الأكثر استخداماً. يقلل الحموضة بهم في التسلسل التالي: P204 > P507 > 272 سيان. المناظرة استخراج القدرة واستخراج قدرة، وتجريد الحموضة كل شيء حسب ترتيب P204 > P507 > Cyanex 272، وأداء الفاصل الترتيب العكسي. هذه اكستراكتانتس الثلاث فعالة في معظم الحالات. ومع ذلك، لا تزال هناك بعض الشروط حيث أنها ليست فعالة جداً: في فصل الأتربة النادرة الثقيلة، التي هي المشاكل الرئيسية القائمة الانتقائية الفقراء وارتفاع حموضة تجريد ل P204 و P507، انخفاض قدرة استخراج، وميل مستحلب أثناء استخراج 272 سيان. وهكذا، وضع اكستراكتانتس رواية الانتباه أكبر في السنوات الأخيرة.
فئة اكستراكتانتس حمض ديالكيلفوسفينيك يعتبر واحداً من أهم جوانب البحوث لتطوير اكستراكتانتس جديدة. وأظهرت البحوث التي أجريت مؤخرا أن قدرة استخراج الأحماض ديالكيلفوسفينيك يعتمد إلى حد كبير على هيكل مستبدل10،الألكيل11. يمكن أن يكون مجموعة واسعة من أعلى إلى حد كبير من P507 أقل من12من 272 سيان. ومع ذلك، استكشاف اكستراكتانتس حمض ديالكيلفوسفينيك الرواية يقتصر على اوليفينيه التجارية الهيكل10،،من1213،14،15، 16. على الرغم من يمكن توليفها اكستراكتانتس حمض ديالكيلفوسفينيك أيضا بواسطة الأسلوب غرينيار، هي شروط رد فعل صارم12،17.
نسدابا، التي الكيدات اثنين مختلفة، يفتح باب لاستكشاف اكستراكتانتس الجديدة. يجعل هياكل حمض ديالكيلفوسفينيك أكثر تنوعاً، ويمكن صقل أدائها استخراج وفصل عن طريق تعديل كلا من هياكلها الألكيل. استخدام الأسلوب الاصطناعية التقليدية من نسدابا PH3 كمصدر الفوسفور، الذي لديه الكثير من العيوب مثل سمية عالية وشروط رد فعل صارم، وتنقية صعبة. نحن ذكرت مؤخرا طريقة جديدة لتجميع نسدابا باستخدام هيبوفوسفيتي الصوديوم حسب المصدر (انظر الشكل 1) والفوسفور، وتوليفها بنجاح ثلاثة نسداباس18. يمكن أن يساعد هذا البروتوكول مفصلاً الممارسين الجديد تكرار التجارب وإتقان أسلوب اكستراكتانتس نسدابا الاصطناعية. نحن نأخذ (2، 3-ديميثيلبوتيل) (2.4، 4 ‘-) حمض فوسفينيك كمثال. وترد أسماء وهياكل اوليفينيه A وحمض مونو-الكيلفوسفينيك المتوسطة اوليفينيه ب نسدابا المقابلة في الجدول 1.
Protocol
Representative Results
Discussion
أن الخطوة الأكثر أهمية ضمن البروتوكول هو مونو-الكيلفوسفينيك حمض توليف (الشكل 1). في هذا الرد، مردود أعلى وأقل ثانوي حمض ديالكيلفوسفينيك أفضل. زيادة نسبة المولى نة2ص2/olefin بتحسين العائد وتحول دون توليد ثانوي حمض ديالكيلفوسفينيك. ومع ذلك، جرعة2 2</su…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل “الوطني طبيعة العلم مؤسسة في الصين” (21301104)، أموال البحوث الأساسية للجامعات المركزية (فرنكاً فرنسياً-TP-16-019A3)، والدولة مفتاح المختبر للهندسة الكيميائية (مهندس-تشي-14A04).
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).
