Synthèse des Extractants non symétrique Dialkylphosphinic acide de haute pureté

L’objectif général de ce protocole est d’introduire une méthode synthétique universelle pour les extracteurs d’acide dialkylphosphinique non symétriques à une réaction d’addition de radicaux libres en utilisant de l’hypophosphite de sodium comme source de phosphore. La méthode peut avoir un potentiel dans l’hydrométallurgie pour développer de nouveaux extracteurs d’acide dialkylphosphinique. Et un nouveau potentiel d’extraction et de séparation avec une classe d’agents d’extraction.

Par rapport à la méthode traditionnelle, qui utilise le phosphate comme source de phosphore, cette méthode présentait les avantages d’une faible toxicité, de conditions de réaction, d’une purification facile et d’un potentiel de production à plus grande échelle. La vidéo prend l’exemple de l’acide deux, trois-diméthylbutyl-deux, quatre, quatre, quatre-triméthylpentylphosphinique, pour démontrer la synthèse d’extractants NSDAPA de haute pureté. Tout d’abord, l’hypophosphite de sodium a réagi avec le mono-DMBPA deux-trois diméthyl-one-butène.

L’amantadine a été adoptée pour éliminer le sous-produit di-DMBPA, car seul le mono-DMBPA peut réagir avec l’amantadine pour former un sel mono-DMBPA d’amantadine, tandis que le di-DMBPA ne le peut pas en raison de sa grande entrave stérique. Le mono-DMBPA purifié a ensuite réagi avec du di-isobutylène pour produire deux, trois-diméthylbutyl-deux, quatre, quatre, quatre-triméthylpentylphosphinique. Le mono-DMBPA n’ayant pas réagi peut être facilement éliminé par un simple post-traitement à base acide, et d’autres impuretés organiques peuvent être séparées par la précipitation du sel de cobalt.

Tout d’abord, pesez les réactifs appropriés dans un autoclave en acier inoxydable de 100 millilitres doublé de téflon. Placez un agitateur magnétique dans l’autoclave et fermez-le. Placez l’autoclave dans un four tubulaire vertical placé sur un appareil d’agitation magnétique.

Démarrez l’appareil d’agitation magnétique et réglez la vitesse sur 800 tr/min. Ensuite, démarrez le programme de chauffage du régulateur de température connecté à l’autoclave. Une fois la réaction terminée, transférez le mélange contenant le produit dans une fiole à fond rond à un col de 250 millilitres.

Éliminer le solvant et les oliphants n’ayant pas réagi à l’aide d’un évaporateur rotatif. Ensuite, transférez les résidus dans un entonnoir de séparation de 250 millilitres. Ajoutez 50 millilitres de solution d’hydroxyde de sodium à quatre pour cent dans l’entonnoir de séparation et secouez vigoureusement.

Une fois les phases séparées, transférez la phase aqueuse inférieure dans un entonnoir de séparation de 500 millilitres. Lavez la phase organique trois fois avec 20 millilitres de solution d’hydroxyde de sodium à quatre pour cent pour vous assurer que la phase aqueuse dépasse le pH 10. Transférez ensuite les phases aqueuses dans l’ampoule de séparation de 500 millilitres contenant la première phase aqueuse.

Ajoutez 90 millilitres de solution d’acide sulfurique à 10 % et 50 millilitres d’éther éthylique dans l’entonnoir de séparation contenant les phases aqueuses combinées, et agitez vigoureusement. Une fois les phases séparées, transférez la phase organique supérieure dans un autre entonnoir de séparation de 500 millilitres. Extrayez la phase aqueuse trois fois avec 30 millilitres d’éther éthylique.

Transférez ensuite la phase organique dans l’entonnoir de séparation de 500 millilitres contenant la première phase organique. Lavez la solution combinée d’éther éthylique quatre fois avec 100 millilitres de solution saturée de chlorure de sodium. Après avoir transféré la solution d’éther éthylique dans une fiole à fond rond, ajoutez quatre grammes de sulfate de magnésium anhydre pour éliminer toute eau soluble.

Filtrez-le pour éliminer le solide et recueillez le liquide dans une fiole propre de 250 millilitres à fond rond. Ensuite, retirez l’éther éthylique à l’aide de l’évaporateur rotatif pour obtenir le produit brut. Ajouter le produit brut goutte à goutte à une solution d’amantadine préalablement préparée.

Après avoir laissé reposer la solution toute la nuit, filtrez-la à pression réduite. Lavez ensuite le gâteau de filtration avec 200 millilitres d’éther éthylique. Transférez le gâteau de filtration dans un bécher de 500 millilitres.

Ajouter 80 millilitres d’acide chlorhydrique molaire et remuer le mélange pendant cinq minutes. Ajoutez ensuite 70 millilitres d’acétate d’éthyle et remuez le mélange pendant encore cinq minutes. Ajoutez maintenant le mélange dans un entonnoir de séparation de 250 millilitres et transférez la phase aqueuse inférieure dans un entonnoir de séparation de 250 millilitres.

Après avoir extrait la phase aqueuse avec de l’acétate d’éthyle, lavez la solution d’acétate d’éthyle deux fois avec 30 millilitres d’acide chlorhydrique molaire et trois fois avec 80 millilitres de chlorure de sodium saturé. Après avoir transféré la solution d’acétate d’éthyle dans une fiole à fond rond, ajoutez quatre grammes de sulfate de magnésium anhydre pour éliminer toute eau soluble. Filtrez pour éliminer le solide et recueillez le liquide dans une fiole propre de 250 millilitres à fond rond.

Retirez ensuite l’acétate d’éthyle à l’aide d’un évaporateur rotatif pour obtenir le produit pur. Transférez le produit purifié dans un autoclave en acier inoxydable de 100 millilitres doublé de téflon. Ajoutez les réactifs appropriés et un agitateur magnétique dans l’autoclave et scellez-le.

Placez l’autoclave dans un four tubulaire vertical placé sur un appareil d’agitation magnétique. Démarrez l’appareil d’agitation magnétique et réglez la vitesse sur 800 tr/min. Démarrez le programme de chauffage du régulateur de température connecté à l’autoclave.

Lorsque le système de réaction refroidit à température ambiante, ajoutez 0,3 gramme supplémentaire de DTBP dans l’autoclave et redémarrez le programme de chauffage. Une fois la réaction terminée, diluez le produit avec 100 millilitres d’éther éthylique et transférez la solution dans un entonnoir de séparation de 250 millilitres. Lavez la solution d’éther éthylique trois fois avec 30 millilitres de solution d’hydroxyde de sodium à quatre pour cent pour vous assurer que la phase aqueuse dépasse le pH 10.

Après avoir retiré la phase aqueuse inférieure, ajoutez 70 millilitres de solution d’acide sulfurique à 10 % pour acidifier le produit. Lavez la solution d’éther éthylique acidifié plusieurs fois avec 80 millilitres de solution saturée de chlorure de sodium jusqu’à ce que le pH de la phase aqueuse soit de six à sept. Après avoir transféré la solution d’éther éthylique dans une fiole à fond rond, ajoutez quatre grammes de sulfate de magnésium anhydre pour éliminer toute eau soluble.

Filtrez pour éliminer le solide et recueillez le liquide dans une fiole propre de 250 millilitres à fond rond. Retirez ensuite l’éther éthylique et les oliphants n’ayant pas réagi à l’aide de l’évaporateur rotatif pour obtenir le produit brut. Dissoudre 2,3 grammes d’hydroxyde de sodium dans 40 millilitres d’eau déminéralisée.

Ajouter la solution d’hydroxyde de sodium préalablement préparée dans la fiole contenant le produit brut et agiter vigoureusement pendant cinq minutes. Ensuite, ajoutez une solution de chlorure de cobalt de 0,5 molaire goutte à goutte tout en secouant jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de précipité bleu généré et que la solution soit rose. Filtrez la solution rose et lavez le précipité bleu avec de l’eau déminéralisée jusqu’à ce que le filtrat soit incolore.

Transférez ensuite le gâteau de filtration dans le flacon et ajoutez 100 millilitres d’acétone. Le lendemain, pulvérisez le gâteau filtre bleu à l’aide d’une cuillère en inox pour libérer les impuretés emprisonnées dans le vrac. Filtrez le solide et lavez-le avec 100 millilitres d’acétone.

Après avoir séché le gâteau de filtration à température ambiante, ajoutez 120 millilitres d’éther éthylique et 80 millilitres de solution d’acide sulfurique à 10 % au gâteau de filtration. Transférez la solution obtenue dans un entonnoir de séparation de 250 millilitres et agitez vigoureusement jusqu’à ce que le précipité bleu disparaisse. Après avoir retiré la phase aqueuse inférieure, laver plusieurs fois la solution d’éther éthylique avec 30 millilitres de solution d’acide sulfurique à 10 % jusqu’à ce que la phase aqueuse soit incolore.

Ensuite, laver avec 80 millilitres de solution saturée de chlorure de sodium jusqu’à ce que le pH de la phase aqueuse soit de six à sept. Après avoir transféré la solution d’éther éthylique dans une fiole à fond rond, ajoutez quatre grammes de sulfate de magnésium anhydre pour éliminer toute eau soluble. Filtrez pour éliminer le solide et recueillez le liquide dans une fiole propre de 250 millilitres à fond rond à col unique.

Enfin, retirez l’éther éthylique à l’aide de l’évaporateur rotatif pour obtenir le produit pur. Des spectres RMN du phosphore ont été collectés pour l’acide monoalkylphosphinique intermédiaire avant et après purification par la méthode de l’amantadine. Lors de la synthèse de l’acide monoalkylphosphinique, il est difficile d’éviter la génération du sous-produit de l’acide dialkylphosphinique, qui est à l’origine du pic à 62,507 PPM dans les spectres.

Des spectres RMN du phosphore, des spectres RMN de protons, des spectres MS et des spectres FTIR ont été collectés pour le produit acide après purification par la méthode de précipitation du sel de cobalt. Les courbes de titrage potentiométriques du produit acide indiquent que la pureté du produit peut dépasser 96 %L’acide dialkylphosphinique non symétrique de haute pureté peut être obtenu grâce à cette méthode, ce qui permet d’explorer de nouveaux extractants. Cette classe d’agents d’extraction peut être utilisée pour faciliter l’extraction et la séparation des fers de terres rares, des métaux non ferreux, des métaux rares, etc.

Les performances de séparation et d’extraction peuvent être affinées en modifiant les chaînes alkyles.