פרוטוקול לסינתזה של טוהר גבוהה nonsymmetric dialkylphosphinic extractants חומצה מוצג, לוקח (2, 3-dimethylbutyl) (2,4, 4'-trimethylpentyl) חומצה phosphinic כדוגמה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול לסינתזה של טוהר גבוהה nonsymmetric dialkylphosphinic extractants חומצה מוצג, לוקח (2, 3-dimethylbutyl) (2,4, 4'-trimethylpentyl) חומצה phosphinic כדוגמה.
אנו מציגים את הסינתזה של (2, 3-dimethylbutyl) (2,4, 4'-trimethylpentyl) חומצה phosphinic כדוגמה להפגין שיטה לסינתזה של טוהר גבוהה nonsymmetric dialkylphosphinic extractants חומצה. Hypophosphite נתרן רעילים נמוכה נבחרה כמקור זרחן להגיב עם אולפין (2, 3-דימתיל-1-בוטן) כדי ליצור חומצה monoalkylphosphinic ביניים. Amantadine אומצה כדי להסיר את dialkylphosphinic לוואי חומצה, כפי רק החומצה monoalkylphosphinic יכולה להגיב עם amantadine כדי יוצרות מלח חומצה של amantadine∙mono-alkylphosphinic, ואילו החומצה dialkylphosphinic לא יכולה להגיב עם amantadine בשל מכשלה הסטריים גדול שלה. החומצה monoalkylphosphinic מטוהרים היה אז הגיבו אולפין B (diisobutylene) להניב חומצה nonsymmetric dialkylphosphinic (NSDAPA). החומצה unreacted monoalkylphosphinic ניתן להסיר בקלות באמצעות פוסט-טיפול פשוט חומצה בסיס, זיהומים אורגניים אחרים ניתן להפריד דרך המשקעים של מלח קובלט. המבנה (2, 3-dimethylbutyl) (2,4, 4'-trimethylpentyl) חומצה phosphinic אושר ע י 31P NMR, 1H NMR, ESI-MS ו- FT-IR. הטוהר נקבע על ידי שיטה טיטור potentiometric, התוצאות מצביעות על הטוהר יכול לעלות על 96%.
Extractants זרחן אורגניות חומצי נמצאים בשימוש נרחב בתחום hydrometallurgy המסורתי עבור החילוץ והפרדה של נדיר earth יונים1,2, מתכות לא ברזליות (כמו Co/ני3,4), (מתכות נדירות כגון Hf/Zr5,6,V7), actinides8, וכו '. בשנים האחרונות, הם גם מושכים יותר תשומת לב בתחומים של משאב משני מיחזור, ברמה גבוהה לסילוק פסולת נוזלית9. Di-(2-לבן) חומצה זרחתית (D2EHPA או P204), 2-ethylhexylphosphoric חומצה מונו-2-לבן אסתר (EHEHPA, PC 88A או P507), ואת דיי-(2,4, 4'-trimethylpentyl)-חומצה phosphinic (Cyanex272), אשר הם נציגים של חומצות dialkylphosphoric, alkylphosphoric חומצה מונו-אלקיל אסטרים, חומצות dialkylphosphinic בהתאמה, הן extractants הנפוצות ביותר. החומציות שלהם פוחתת ברצף הבא: P204 > P507 > Cyanex 272. יכולת מיצוי המתאימים, מיצוי קיבולת חומציות חשפנות הן הכל מסודר לפי P204 > P507 > Cyanex 272, ואת ביצועי ההפרדה היא לפי הסדר ההפוך. Extractants שלוש אלה יעילים ברוב המקרים. עם זאת, ישנם עדיין כמה תנאים שבהם הם לא כל כך יעיל: בהפרדה כבד כדורי ארץ נדירים, אשר הבעיות העיקריות הקיימות הן סלקטיביות המסכן וחומציות הפשטת גבוהה עבור P204 ו- P507, נמוך מיצוי קיבולת, ואת הנטייה אמולסיה במהלך החילוץ עבור Cyanex 272. לפיכך, הפיתוח של הרומן extractants משך תשומת לב גדולה יותר בשנים האחרונות.
הכיתה של extractants חומצה dialkylphosphinic נחשב להיות אחד ההיבטים החשובים ביותר לפתח extractants חדש. מחקרים אחרונים הראו כי היכולת החילוץ של חומצות dialkylphosphinic תלויה במידה רבה על המבנה של אלקיל מתמיר10,11. זה יכול להיות מגוון רחב של גבוה משמעותית מזה של P507 להוריד יותר מזה של Cyanex 27212. עם זאת, חקר extractants חומצה dialkylphosphinic הרומן המוגבל ל ה אולפין מסחרי מבנה10,12,13,14,15, 16. אבל גם יכול להיות מסונתז extractants חומצה dialkylphosphinic בשיטת תרכובת גריניאר, התגובה התנאים המחמירים12,17.
NSDAPA, אשר שני alkyls הם שונים, פותח לכם דלת אל חקר extractants חדש. זה הופך את המבנים של חומצה dialkylphosphinic יותר מגוונת, הביצועים שלה החילוץ והפרדה יכול להיות יסודי על-ידי שינוי של המבנים אלקיל שלו. השיטה המסורתית סינתטי NSDAPA משמש PH3 כמקור זרחן, אשר יש חסרונות כמו רעילות גבוהה, תנאי ריאקציה קפדני טיהור קשה. לאחרונה דיווחנו שיטה חדשה לסנתז NSDAPA באמצעות hypophosphite נתרן זרחן מקור (ראה איור 1), בהצלחה מסונתז NSDAPAs שלוש18. פרוטוקול מפורט זה יכול לעזור למתרגלים חדשים לחזור על הניסויים, מאסטר השיטה סינתטי של NSDAPA extractants. אנחנו לוקחים (2, 3-dimethylbutyl) (2,4, 4'-trimethylpentyl) חומצה phosphinic כדוגמה. השמות ואת המבנים של אולפין A, החומצה מונו-alkylphosphinic ביניים, אולפין B את NSDAPA המתאים מוצגים בטבלה 1.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. סינתזה של מונו (2, 3-dimethylbutyl) חומצה phosphinic 18 , 19
2. טיהור של מונו-(2, 3-dimethylbutyl) חומצה phosphinic
3. סינתזה של (2, 3-dimethylbutyl) (2,4,4 '-trimethylpentyl) חומצה phosphinic
פלדת אל-חלד מצופה טפלון4. טיהור של (2, 3-dimethylbutyl) (2,4,4 '-trimethylpentyl) חומצה phosphinic
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
31 ספקטרום P NMR שנאספו עבור מונו-(2, 3-dimethylbutyl) החומצה phosphinic, לפני ואחרי טיהור בשיטת amantadine (איור 1-ב). 31 ספקטרום P NMR, ספקטרום H NMR 1, ספקטרה MS ו- FT-IR ספקטרה נאספו עבור (2, 3-dimethylbutyl) (2,4, 4'-trimethylpentyl) חומצה phosphinic (ראה איור 3, איור 4, איור 5ו- 6 איור,...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השלב הקריטי ביותר בתוך הפרוטוקול הוא מונו-alkylphosphinic חומצה סינתזה (איור 1). בתגובה הזו, עדיף תשואה גבוהה יותר, פחות נילווה חומצה dialkylphosphinic. הגדלת שיעור טוחנת NaH-2PO-2-/olefin A לשפר את התשואה ומעכבות את הדור של תופעת לוואי חומצה dialkylphosphinic. עם זאת, מינון גדול של2 2PO NaH גם להגדיל את העלות, לגרום בעיה מלהיב. טוחנת היחס המועדף של NaH2PO2/olefin A הוא 3:1. THF בתור ממיס, הוא יותר טוב מ- ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי נבחרת טבע המדע קרן של סין (21301104), הכספים מחקר בסיסי האוניברסיטאות סנטרל (FRF-TP-16-019A3), את מדינת מפתח מעבדה של הנדסה כימית (SKL-צ'ה-14A04).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 2,3-דימתיל-1-בוטן | אדמס ריאגנט ושות', בע"מ | נוסחה מולקולרית: C6H12, purity ≥ 99% | |
| דיסובוטילן | שנגחאי אלאדין ביו-כימיה טכנולוגיה ושות', | נוסחה מולקולרית בע"מ: C8H16, טוהר 97% | |
| חומצה אצטית | סינופארם ריאגנט כימי ושות', בע"מ | נוסחה מולקולרית: C2H4O2, טוהר ≥ 99.5% | |
| di-tert-butylnperoxide | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | נוסחה מולקולרית: C8H18O2, טוהר ≥ 97.0% | |
| tetrahydrofuran | Beijing Chemical Works | נוסחה מולקולרית: C4H8O, טוהר A.R. | |
| ethyl אתר | סינופארם ריאגנט כימי ושות', בע"מ | נוסחה מולקולרית: C4H10O, טוהר ≥ 99.7% | |
| אתיל אצטט | Xilong כימיקלים ושות', בע"מ | נוסחה מולקולרית: C4H8O2, טוהר ≥ 99.5% | |
| acetone | Beijing Chemical Works | נוסחה מולקולרית: C3H6O, טוהר ≥ 99.5% | |
| נתרן הידרוקסיד | Xilong כימיקלים ושות', בע"מ | נוסחה מולקולרית: NaOH, טוהר ו-GE; 96.0% | |
| חומצה גופרתית מרוכזת | סינופארם ריאגנט כימי ושות', בע"מ | נוסחה מולקולרית: H2SO4, טוהר 95-98% | |
| חומצה הידרוכלורית | בייג'ינג עבודות | כימיות נוסחה מולקולרית: HCl, טוהר 36-38% | |
| נתרן כלורי | סינופארם ריאגנט כימי ושות', בע"מ | נוסחה מולקולרית: NaCl, טוהר ו-GE; 99.5% | |
| מגנזיום גופרתי נטול מים | טיאנג'ין ג'ינקה מכון לתעשייה | נוסחה מולקולרית: MgSO4, טוהר ≥ 99.0%< לטווח> |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.