初稿酰胺类萃取剂的研究发展

酰胺类萃取剂的研究发展摘要：随着现代工业技术的飞快发展和科学研究技术的不断提高，萃取分离技术有了很大的飞跃，人们对萃取分离的研究也取得不断的更新。通过萃取分离，能够使产品具有提纯率高，纯度好，对环境污染少能耗低等优点。而萃取剂是分离过程中一个重要的元素，本文主要论述了酰胺类萃取剂的合成以及发展，总结新型酰胺类萃取剂的发展趋势与前景关键字萃取剂酰胺研究发展Withtherapiddevelopmentofmodernindustryandconstantlyimprovethelevelofscienceandtechnology,extractiontechnologyhadtheverybigenhancement,thepeopleofthestudyofextractionseparationhasbeenupdated.Byextractionseparation,peoplecanmaketheproductswithhighpurificationrateandgoodpurity,lowenergyconsumptionadvantageswithlesspollutiontotheenvironment.Andextractingagentisanimportantelementintheseparationprocess,thispapermainlydiscussestheamideclassemergenceanddevelopmentofextractionagent,thedevelopmenttrendofnewtypeofamidesextractantandprospectKeywords:ExtractingagentamideResearchanddevelopment1.前言对于高放废液的处理一直是人们比较关注的问题，近些年随着对节能环保的重视，萃取分离引起人们越来越多的重视。萃取分离法是一种新型的分离技术，是将样品中的目标化合物选择性的转移到另一相中或选择性的保留在原来的相中，从而使目标化合物与原来的复杂基体相互分离方法。萃取剂是萃取分离过程一个决定性的因素，因此对萃取剂的研究也吸引了更多的目光，对萃取剂的研究经历了漫长的发展，人们进行了大量的实验，不断取得新的进展。随着科技的更新和进步，萃取分离技术越加成熟，使这种方法不仅在化工医药领域得到广泛应用，而且在食品，烟草，香料，稀土行业得到极大认可[1]。2.1酰胺萃取剂的提出2。酰胺类萃取剂因其具有可彻底燃烧，稳定及无二次污染等优点而备受关注，可以作为放射性元素、锕系和镧系金属、稀土金属等的萃取分离过程的萃取剂[6-8]。但是酰胺类萃取剂也有自身的缺点，萃取分离由于萃取剂浓度、水相的酸度、稀释剂及萃取物的浓度等工艺条件不同而会引起第三相的产生,而且萃取剂的种类和结构也是制约其对锕系元素的萃取能力。研究发现采用微胶囊技术可避免以上缺点，提升萃取剂的适应性。随着人们对酰胺类萃取剂的萃取性能逐步深入研究,证明了酰胺是一种比较有发展前途的萃取剂[9,10]萃取剂的萃取效率还与稀释剂的选择有重要关系，不同的稀释剂对同类型萃取剂性能的影响很大，同一稀释剂对不同萃取剂同样有很大差距。N，N′-二甲基-N，N′-二辛基-3-氧戊二酰胺在盐酸体系中对三价镧系萃取性能的研究发现当萃取剂换成煤油/乙醇时萃取能力相比盐酸溶液大大提高。萃取效率还与操作温度、萃取设备等其他外部条件有关，这里我们只研究萃取剂的结构和取代官能团对萃取效果的影响[12-14]。2.2酰胺萃取剂的发展酰胺类萃取剂的结构对锕系元素的萃取能力有很大的影响。通过对前人实验过的几十种酰胺分析总结，沈朝洪等得出最佳酰胺的选择宜遵守以下规律:①取代酰胺分子的总碳原子不少于14,支链长度应小于9个碳原子。这样可以保证酰胺在水相里的不溶解性和有机稀释剂里的溶解性,同时可以保证辐射产物(羧酸,仲胺)易溶解于水或易于洗涤。②分子的任何地方均不能引进苯基,引进苯基之后萃取能力大大降低。③不带支链的萃取剂萃取能力比带支链的强,但支链增加可以使铀钍的分离系数增大。④氮原子上取代基为环己基的化合物极易出现三相,而取代基为带支链的长碳链烷基时,较不易出现三相,羧基链和N取代基为不带支链的直链时,最不易出现三相,其他情况介于两者之间[15]。[16,17]。随着深入研究，人们发现双酰胺类萃取剂也具有很好的萃取效果,经过二十多年对双酰胺类萃取剂的研究，对其的认识水平近年也得到了迅速的提高。双酰胺类萃取剂的两个羰基是强极性的，因而具有螯合性能，能从硝酸介质中萃取各价态的锕系元素其降解产物对萃取过程的影响很小、能够燃尽、易于处理、合成也较容易，因此被认为是在高放废液的分离-嬗变工艺以及稀土湿法冶金等方面很有前途的一类萃取剂。[18-22]对于酰胺萃取剂结构的研究又取得新的进展，新型取代萃取剂酰胺荚醚是由我国自行合成的新型高效萃取剂。这类萃取剂合成方法简单、成本低、不含硫和磷、有利于废有机液的焚烧处理。近年来,四川大学陈文俊[23]合成了一类开链酰胺型化合物(荚醚),具有和冠醚类似的性质,而且合成容易,对锶有较大的萃取分配比,可以直接从硝酸介质中萃取锶,且不需要大的伴阴离子存在。叶国安[24,25]等人通过对酰胺荚醚萃取剂PA(Ⅳ)对锕系元素和TcO4的萃取及反萃分配比实验研究表明这类萃取剂只要采取合理适当的方法和措施,可保证萃取过程中不生成第三相。因此,这类萃取剂有望用于直接处理高放废液。人们还通过合成一系列新型烷基酰亚胺用于对稀土金属的萃取研究[26]，发现这一类的萃取剂对稀土元素萃取性能、选择性能较好，萃取性能的好坏与其骨架结构有关，张艳菊等人研究的不对称四取代双酰胺就是考虑了如果取代链都是长链将会增大其空间位阻，所以让一个取代基为甲基或乙基，而另一个则是大于6的取代基来保证萃取剂的萃取性能[27,28]。除了以上几种酰胺萃取剂还有人还研究了杯芳烃酰胺类衍生物以及含杂环的酰胺萃取剂等新型酰胺类萃取剂。VikasKumar等人通过研究CBCA对铯的萃取实验证明了是由于酰胺基团内部分子缓冲作用导致萃取性能的提高[29-31]。3.酰胺萃取剂的前景根据取代基团的不同以及取代结构的多变，酰胺类萃取剂衍生出不同系列种类。通过合成研究新型萃取剂，人们不断发现新的优良特性。相信随着人们对其认识的加深。越来越多的酰胺萃取剂灰不断的被发现。萃取分离技术会变得更加纯熟，在工业多个行业的应用会变得更加广泛。参考文献：[1]戴猷元,新型萃取分离技术的发展与应用.化学工业出版社[2]SiddallⅢTH.BidentateOrganophosphorusCompoundsasExtractantsI.ExtractionofCerium,[3]SlddalltIIITH.applicationofamidesasExtractions.USAECReportDP-541.E.L.DuPontdeNemoursandCo.Aiken,SC,1961[4]BrownKB.ProgressReportSeParationchemicalandSeparationprocessReview.USAECReport0RNL-3496.OaKRidge,TN,1963.[5]BaldwinWH,HigginsCE,SchmittJM.AmidesofCarboxylicAcidassolventsfortheExtractionofelectrolites.USAECReport0RNL-3679.OaKRidge,TN,1963.[6]NCondamines,Musikas.TheExtractionbyN,N-dialkylamidesI.HNO3andOtherInorganicAcids[J].SalventExtrIonExch,1988,6(6):1007-1034.[7]GMGasparini,GGrpssi.ApplicationofN,N-dialkylaliphaticamidesintheseparationofsomeactinides[J].SepSciTech,1980,15(4):825-844.[9]李传茂，刘峙嵘，黄国林，周春为.萃取锕系元素的新型酰胺类萃取剂研究进展.化工时刊,2003,17(12)[10]张明祖,倪沛红,曹正白，等.包含酰胺类萃取剂的微胶囊萃取铀酰离子..核技术，2000,23（9）[11]张明祖,倪沛红,曹正白，等.包含酰胺类萃取剂的微胶囊萃取铀酰离子.核技术，2000,23（9）[12]崔玉，孙国新，邵华，等.稀释剂对双酰胺萃取铀（vi）的影响.核技术，2003,26（9）[13]吴广谱，杨金红，夏光明，等.N，N′-二甲基-N，N′-二辛基-3-氧戊二酰胺从盐酸介质中萃取三价镧系金属的研究.无机化学学报，2011,27（2）[14]孙国新,韩景田，李玉兰，等.稀释剂对N,N-二丁基十二酰胺萃取硝酸平衡的影响.化学研究与应用.1998,10（3）[15]胡玉芬,孙国新.取代单酰胺结构对萃取性能的影响.济南大学学报，2006,20（1）[16]康文,刘峙嵘,李传茂,黄国林.萃取剂N-正丁基而乙酰亚胺的合成及其对鈰（iv）的萃取行为.稀土，2006,27(3)[17]程倩,包伯荣,曹卫国,陈荣卿.吡啶酰胺的合成及萃取U(VI)的性能研究.核化学与放射化学，2004,26（3）[18]孙国新,崔玉,尹少宏,等.N,N,N,N四丁基并二酰胺萃取镧系元素的性能及机理.无机化学学报，2008,24（2）[19]徐荣琪，张振伟，崔玉，等.N,N,N,N四丁基并二酰胺萃取硝酸铥（III）.应用化学，2004,21（4）[20]孙国新，于涛，崔玉，等.双取代单酰胺与硝酸铀酰萃合物的制备与表征.无机化学学报，2005,21（3）[21]姜润田,崔玉,张振伟,等.双取代长链烷基酰胺的结构与萃取性能的研究[22]姜润田,崔玉,张振伟,等.,双取代长链烷基酰胺的结构与萃取性能的研究.山东化工，2002,31（1）[23]四川大学化学系SEXPA工艺研究组.溶剂萃取法从高放废液中分离90Sr的SEXPA工艺鉴定材料[P].中国专利:94112358.5,1997-01-30[24]叶国安,王孝荣,张春芬,等.酰胺荚醚萃取剂处理高放废液研究[25]叶国安，罗方祥，姜永清，等.酰胺荚醚对锶的萃取行为研究[26]刘峙嵘,刘德军,顾忠茂,等.新型酰胺类萃取剂-----二正丁基酰基仲胺的合成及表征.铀矿冶，2005,24（4）[27]曾敏,王宇光,田火亘,江璐霞.新型双马来酰亚胺的合成研究.绝缘材料2001No.4[28]崔玉,李海涛,陈志.新萃取剂N,N′-不对称烷基酰胺的合成及表征.济南大学学报，2003,17（3）[29]程倩，包伯荣，等.N-吡咯烷基-2-吡啶甲酰胺(NPPFA)对水溶液中苯酚的萃取行为.应用化学.2005,22,（5）[30]杨兴存,包伯荣,曹卫国.新萃取剂N-癸酰基吗啡啉萃取HNO3和U(Ⅵ)机理的初步研究.核技术，2002,25（8）[31]安琳,颜朝国.杯芳烃酰胺类衍生物对金属离子的萃取性能.化学研究，2006,17（1）