一種[a336][bdga]離子液體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及液相萃取劑合成領(lǐng)域，特別是指一種[A336]怔DGA]離子液體及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是世界上最大的稀±資源國，稀±礦藏及產(chǎn)量居于世界前列。稀±元素化學(xué) 性質(zhì)相近，在礦物中伴生共存，然而各稀±元素優(yōu)異的光、電、磁、催化等本征特性往往需要 單一的高純稀±才能充分體現(xiàn)。因此，稀±元素的分離提純成為稀±工業(yè)的重要過程。我 國稀±工作者根據(jù)稀±資源的特點(diǎn)，開發(fā)了一系列具有原創(chuàng)性的稀±分離提純技術(shù)，成就 了中國稀±生產(chǎn)大國的國際地位。然而，在稀±分離過程中使用大量的酸、堿化工原料，導(dǎo) 致產(chǎn)生大量含鹽廢水，環(huán)境污染問題十分嚴(yán)重，因此，為了提高稀上資源的利用效率，探索 一種高效、廉價(jià)、清潔的稀上萃取新工藝W及研究如何方便地分離獲得高純單一稀上顯得 尤為重要。
[0003] 目前工業(yè)上基本是使用傳統(tǒng)的憐類萃取劑通過溶劑萃取的方法來萃取分離稀± 的，但運(yùn)種方法需要先將萃取劑皂化，萃取效率也不高，且含憐廢棄物易對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影 響。如今，酷胺芙酸類萃取劑由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)可W與稀±離子進(jìn)行配位，已吸引了許多的 研究者，但應(yīng)用領(lǐng)域還多局限在對(duì)核工業(yè)中高放廢液的回收和處理，將其應(yīng)用到稀±礦藏 中稀±元素的分離研究的報(bào)道尚不多見。另一方面，離子液體萃取劑由于其結(jié)構(gòu)具有可設(shè) 計(jì)性，近年來已贏得了許多研究者的青睞。國內(nèi)研究者傾向于將季錠鹽離子[Α336Γ與常 用的傳統(tǒng)憐類萃取劑、酸性萃取劑相結(jié)合，獲得了較好的研究成果，將[Α336Γ與新型酷胺 芙酸類萃取劑相結(jié)合進(jìn)行研究的內(nèi)容僅在國外有少量的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)憐類萃取劑萃取效率不高，對(duì)環(huán)境有不良影響等問題，針對(duì) 上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種[A336]怔DGA]離子液體萃取劑及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種[A336]怔DGA]離子液體，其特征在于，所述 [A336]怔DGA]離子液體為一種由甲基Ξ辛基季錠離子和N，N-二正下基乙酷胺基氧基乙酸 根陰離子組成的化合物，[A336]怔DGA]離子液體結(jié)構(gòu)式如下：
[0006]
B.
[0007] 所述的[A336]怔DGA]離子液體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0008] (1):金屬鋼絲與異丙醇反應(yīng)得到異丙醇鋼；
[0009] 似：步驟（1)得到的異丙醇鋼與甲基立辛基氯化錠反應(yīng)，經(jīng)水解后生成甲基立辛 基氨氧化錠；
[0010] (3):二甘酸在乙酸酢環(huán)境中脫水生成二甘酸?。?br>[0011] (4):步驟（3)得到的二甘酸酢溶解于1，4-二氧六環(huán)中，與二正下胺在化晚存在的 條件下反應(yīng)生成N，N-二正下基乙酷胺基氧基乙酸； 陽01引 妨：步驟似得到的甲基；辛基氨氧化錠和步驟（4)N，N-二正下基乙酷胺基氧基 乙酸于二氯甲燒中進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)得到[A336]怔DGA]離子液體。
[0013] 所述步驟（1)、步驟（2)、步驟（4)中的異丙醇、二正下胺、化晚都經(jīng)過干燥處理，且 步驟（1)、步驟（2)、步驟（4)實(shí)驗(yàn)體系保持無水環(huán)境。
[0014] 步驟（1)中金屬鋼與異丙醇的摩爾比為1 : (5. 50~6. 00)，反應(yīng)溫度為50-60°C。
[0015] 步驟（2)中異丙醇鋼與甲基Ξ辛基氯化錠的摩爾比為1 : (1. 00~1. 10)。
[0016] 步驟（3)中二甘酸與乙酸酢的摩爾比為1:(3. 50~4. 00)，反應(yīng)時(shí)間為1~2小 時(shí)，反應(yīng)溫度為139~145°C，需加入3~5滴憐酸，其中憐酸作為引發(fā)劑質(zhì)量濃度> 85%。
[0017] 所述步驟（3)中二甘酸酢反應(yīng)完成后，在溫度70~80°C下減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙酸 酢，趁熱加入3倍殘余液體積的甲苯，室溫下放置10~12小時(shí)重結(jié)晶。
[0018] 所述步驟（4)中二甘酸酢與二正下胺的摩爾比為1 :(1. 00~1. 10)，二甘酸酢與 化晚的摩爾比為1: (1.00~1.10)，需要在冰浴下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2~3小時(shí)。
[0019] 所述步驟（4)反應(yīng)完成后，在溫度70~80°C下減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除盡有機(jī)溶劑，然后 逐滴加入1:1鹽酸至有大量白色晶體析出，減壓抽濾并洗涂，收集白色晶體N，N-二正下基 乙酷氨基氧基乙酸。
[0020] 所述步驟巧）中甲基Ξ辛基氨氧化錠與N，N-二正下基乙酷氨基氧基乙酸的摩爾 比為（1. 00~1. 10) :1，反應(yīng)溫度為40~45°C，反應(yīng)時(shí)間為10~12小時(shí)。在步驟（1)審。 備[A336]怔DGA]離子液體的反應(yīng)過程中，由于金屬鋼遇到水反應(yīng)劇烈，生成氨氣并放出大 量的熱，易燃易爆，而在醇存在的情況下，危險(xiǎn)更大。因此，異丙醇需要進(jìn)過干燥處理，且實(shí) 驗(yàn)體系必須保證是無水體系。 陽021] 在步驟（1)中，如果異丙醇加入量過少，會(huì)導(dǎo)致金屬鋼與異丙醇生成的異丙醇鋼 晶體析出，包覆在未反應(yīng)的金屬鋼外面，影響反應(yīng)進(jìn)程。若異丙醇的加入量過大，將會(huì)造成 原材料的浪費(fèi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，金屬鋼與異丙醇的摩爾比為1 : (5. 50~6. 00)較為合適。
[0022] 步驟（1)中，反應(yīng)溫度為50~60°C時(shí)，有利于金屬鋼的溶解，可將反應(yīng)時(shí)間由5小 時(shí)縮短至2小時(shí)，縮短生產(chǎn)周期，因此步驟（1)的反應(yīng)溫度為50~60°C。
[0023] 在步驟（3)中，為使二甘酸快速脫水生成二甘酸酢，需加入3~5滴憐酸，其中憐 酸作為引發(fā)劑質(zhì)量濃度> 85%，二甘酸在乙酸酢中回流1~2小時(shí)，因此反應(yīng)溫度應(yīng)等于或 略大于乙酸酢的沸點(diǎn)139°C。在步驟（3)中乙酸酢的加入量過小，則二甘酸在溶劑中的分散 性不好，影響反應(yīng)進(jìn)程，若乙酸酢加入量過大，將會(huì)造成原材料的浪費(fèi)，且在蒸除溶劑時(shí)需 耗費(fèi)更多時(shí)間及能耗，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，二甘酸與乙酸酢的摩爾比為1 :(3. 50~4. 00)。
[0024] 在步驟（3)中，反應(yīng)完成后，在溫度70~80°C下減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分乙酸酢， 趁熱加入3倍殘余液體積的甲苯，室溫下放置10~12小時(shí)重結(jié)晶，甲苯為二甘酸酢的不良 溶劑，若甲苯加入量過少，則重結(jié)晶不完全，若甲苯加入量多大，則會(huì)造成原料的浪費(fèi)，且甲 苯本身具有毒性，影響身屯、及環(huán)境健康。
[0025]在步驟（4)中，由于化晚在反應(yīng)中能迅速的與氨離子結(jié)合，形成化晚鹽，從而促進(jìn) 反應(yīng)的正向進(jìn)行，因此本發(fā)明選用其作為步驟（4)的反應(yīng)縛酸劑。
[00%] 在步驟（4)中，由于二甘酸酢遇水很容易發(fā)生反應(yīng)，從而影響實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率，因此二正 下胺、有機(jī)溶劑和化晚都必須經(jīng)過干燥處理，且實(shí)驗(yàn)體系必須保證是無水體系。
[0027] 在步驟（4)中，由于二甘酸酢與二正下胺反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而當(dāng)溫度較高時(shí)，反應(yīng) 副產(chǎn)物較多，因此反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行反應(yīng)，時(shí)間W2~3小時(shí)為宜。
[0028] 在步驟（4)中，反應(yīng)完成后，在溫度70~80°C下減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除盡有機(jī)溶劑，蒸發(fā) 殘余液為N，N-二正下基乙酷胺基氧基乙酸化晚鹽，因此需要在反應(yīng)完成后向蒸發(fā)殘余液 中滴加1:1鹽酸中和化晚鹽，從而獲得N，N-二正下基乙酷胺基氧基乙酸白色晶體。
[0029] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
[0030] 上述合成過程中采用的試劑環(huán)保低毒，副產(chǎn)物少，對(duì)環(huán)境污染小；原料價(jià)格便宜， 生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，且[A336]怔DGA]離子液體具有良好的應(yīng)用前景；制備方法簡(jiǎn)單 實(shí)用，效率高；后處理簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，可滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)環(huán)保不斷提高的 要求。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明的一種[A336]怔DGA]離子液體制備方法的制備步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖1及 具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0033] 一種[A336]怔DGA]離子液體的制備方法，制備步驟如圖1所示。 陽〇34] 實(shí)施例1
[0035] 一種[A336]怔DGA]離子液體的制備方法，其具體步驟如下：
[0036] (1):將5. 16g金屬鋼剪成細(xì)絲，分批次投入100血異丙醇中，在50°C下回流至金 屬鋼絲完全溶解，耗時(shí)大