一種銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝的制作方法
【專利摘要】一種銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其制備步驟為：（1）合成亞胺鎓鹽（2）水解制備5-壬基水楊醛（3）5-壬基水楊醛肟的合成（4）靜置分層，分去水相，上層油相減壓蒸餾得5-壬基水楊醛肟。本發明與傳統工藝相比，反應步驟明顯減少，反應條件要求低反應在常溫常壓下進行，合成的產品易純化，操作簡便，所需設備簡單，設備投資小、已實現工業化生產，反應產率及產品純度高。
【專利說明】一種銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及濕法冶金【技術領域】，尤其是涉及一種銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝。
【背景技術】
[0002]銅是人類最早發現的古老金屬之一，早在三千多年前人類就開始使用銅，銅是與人類關系非常密切的有色金屬，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域，在我國有色金屬材料的消費中僅次于鋁。
[0003]銅冶金技術的發展經歷了漫長的過程，至今銅的冶煉仍以火法治煉為主。但我國銅工業存在很多問題，銅資源匾乏、礦產中銅含量低、質量差等使之不能滿足工業的需要。另外銅礦藏量結構復雜，這就給火法冶煉帶來了很大的難度，增加了冶煉的成本，而且還存在較嚴重的環境污染問題。
[0004]近年來，隨著世界經濟的全球化，中國的銅市場己溶入國際市場之中。我國的銅冶煉廠將面臨更加嚴峻的競爭和挑戰，其焦點仍然是產品的質量和成本。所以在我國銅冶煉廠的改擴建過程中，面對國際市場的競爭，都在努力尋求適合自己實情的技術改造方案，希望通過改擴建，技術和裝備水平能有大幅度的提高，環境達標，能耗和成本大幅度降低，同時也希望采用的工藝方案穩妥可靠，投資合理。
[0005]因此，現代濕法冶煉的技術正在逐步推廣，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。當前國內外大量研究和推廣的銅濕法冶金技術指的就是含銅原料通過浸出一萃取一電積(L 一 SX — EW)方法制取銅的濕法工藝流程。在這一工藝中，萃取是實現浸出液金屬分離的關鍵步驟，而萃取劑的性能又直接影響萃取的效率，因此萃取劑的研究工作倍受關注。盡管我國對銅萃取劑的研究起步較早，但受條件限制，所研制出的萃取劑品種有限，不能滿足我們工業應用的要求，所以目前我國工業應用的銅萃取劑基本還是進口產品。
[0006]著眼于銅工業未來的發展趨勢，利用國產原料，大力開發具有自主知識產權的銅萃取劑，開發己有萃取劑的新用途，提高煉銅工業的抗風險能力，擺脫對國外產品的依賴，對我們這樣一個銅資源緊缺國家的國民經濟發展有著深遠意義。
[0007]目前合成5-壬基水楊醛肟通用方法是(I)用甲醇與金屬鎂反應生成甲醇鎂溶液；
(2)對壬基酚與甲醇鎂發生鎂離子交換，合成對壬基酚的鎂鹽，利用甲苯與甲醇的共沸促進反應進行；(3)將壬基酚鎂鹽與多聚甲醛反應，合成2-甲酰基-4壬基苯酚鎂鹽，繼續用甲苯或苯通過共沸帶走生成的甲醇促進反應的進行；(4)肟化反應。
[0008]目前通用合成方法存在的問題是:(1)過程繁瑣，要經過甲醇鎂一壬基酚鎂鹽—5-壬基水楊醛鎂鹽一5-壬基水楊醛肟鎂鹽一5-壬基水楊醛肟。(2)反應周期長，特別是制備壬基酚鎂鹽和5-壬基水楊醛肟時，要用共沸方法帶出生成的甲醇，若要反應充分，反應時間很長；(3)準備甲醇鎂過程中有大量氫氣放出，存在安全隱患；同時該工藝用到大量的甲醇和甲苯，這兩種有機溶劑毒性都比較大在工業生產中存在較大安全隱患。
[0009]本專利利用價廉易得的大宗化工原料壬基酚為原料，利用廉價易得的有機溶劑N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)和三氯氧磷為甲酰化試劑，一步反應制得5-壬基水楊醛肟的關鍵中間體5-壬基水楊醛，具有合成步驟短，合成及后處理工藝簡單易行的特點。研究結果將有利于降低銅萃取劑的生產成本，對我國工業應用的銅萃取劑實現國產化，擺脫對進口產品的依賴有一定促進作用。
【發明內容】
[0010]為了克服現行工藝技術的不足，本發明提供了一種高效銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝路線。
[0011]為了實現所述發明目的，本發明采用如下技術方案:
一種銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝路線，其制備步驟為:
(1)合成亞胺鐵鹽:以對壬基酹為原料，在0-5°C低溫條件下加入Vilsmeier酰基化試劑中，在0-80°C反應形成活性中間體亞胺鎗鹽；
(2)水解制備5-壬基水楊醛:在水作用下發生水解反應生成中間體5-壬基水楊醛；
(3)5-壬基水楊醛肟的合成:以蒸餾后的5-壬基水楊醛與鹽酸羥胺為原料，以甲苯為溶劑，以異辛酸鈉為相轉移催化劑，以無機鹽為中和試劑，及反應溫度80°C?85°C的條件下，反應4.5h ；
(4)靜置分層，分去水相，上層油相減壓蒸餾得5-壬基水楊醛肟。
[0012]本發明所述Vilsmeier酰基化試劑為在N，N- 二甲基甲酰胺滴加三氯氧磷制備而成:配備有攪拌裝置、滴液漏斗、頂部有干燥裝置的回流冷凝器的反應容器內加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)冰鹽浴冷卻至0°C以下，通氮氣置換空氣lOmin，攪拌下緩慢滴加POCl3,該步反應控制溫度10°C以下。
[0013]本發明所述N，N-二甲基甲酰胺與三氯氧磷的比例為1:1飛:1。
[0014]本發明制備Vilsmere酰基化試劑時滴加三氯氧磷的溫度為_10_25°C。
[0015]本發明制備Vilsmere酰基化試劑時滴加三氯氧磷的溫度為優選為10°C。
[0016]本發明所述步驟(I)中，對壬基酚用稀釋溶液溶劑，所述稀釋溶劑為DMF，乙腈、DCE中的一種。
[0017]本發明所述步驟(I)中，先將Vilsmere酰基化試劑冷至_5°C以下，保持對壬基酚的滴加溫度在(T5°C，滴加完畢升溫至5°C保溫攪拌2小時，后升溫至50-80°C攪拌I小時形成活性中間體亞胺鎗鹽。
[0018]本發明步驟(2)中水解反應生成中間體5-壬基水楊醛的過程為:向步驟(I)鎗鹽體系加入軟水，50-80°C攪拌0.5-2小時,靜置分水,水洗兩次,干燥除去體系中的水分。
[0019]本發明所述無機鹽優選為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀。
[0020]本發明所述步驟(3)中制備5-壬基水楊醛肟時，η (5_壬基水楊醛):η (氫氧化納):η (鹽酸輕胺)=1: (I—2):(0.9.—1.1)。
[0021 ] 由于采用了上述技術方案，本發明具有如下有益效果:本發明與傳統工藝相比，反應步驟明顯減少，反應條件要求低反應在常溫常壓下進行，合成的產品易純化，操作簡便，所需設備簡單，設備投資小、已實現工業化生產，反應產率及產品純度高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明一種銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0023]通過下面的實施例可以詳細的解釋本發明，公開本發明的目的旨在保護本發明范圍內的一切技術改進。
[0024]實施例1
在裝有機械攪拌、溫度計、滴液漏斗，干燥管、通氮氣裝置的2L玻璃四口瓶內先加入440g (6 mol)經充分干燥的N，N-二甲基甲酰胺，冰鹽浴冷至O °C以下，慢慢滴加253g(1.65mol)三氯氧磷，反應劇烈放熱，保持低價溫度不超過10°C，待三氯氧磷滴加完畢，繼續冷卻體系至_5°C左右，滴加364g (1.65mol)對壬基酚的300mlDCE溶液，保持低價溫度不超過5°C，滴加完畢升溫至5°C保溫攪拌2小時，后升溫至65°C攪拌I小時。反應結束以后體系冷卻至室溫，加入IL去離子水攪拌lOmin，靜置分水，繼續用純水洗滌兩次，干燥，蒸出溶劑得到約330g 5-壬基水楊醛(收率約80%)。
[0025]將10g 5-壬基水楊醛的甲苯溶液中加入400ml 2mol/L氫氧化鈉溶液，再加入28g鹽酸羥胺以及1%當量的相轉移催化劑異辛酸鈉，混合體系在在85°C反應4.5h，反應結束，用冰醋酸調PH值至中性，靜置分水，再水洗兩次，經充分干燥，蒸出溶劑的到5-壬基水楊醛肟約96g，收率92%。
[0026]實施例2
在裝有機械攪拌、溫度計、滴液漏斗，干燥管、通氮氣裝置的2 L玻璃四口瓶內先加入147g (2 mol)經充分干燥的N，N- 二甲基甲酰胺，冰鹽浴冷至0°C以下，慢慢滴加353g(2.3mol)三氯氧磷，反應劇烈放熱，保持低價溫度不超過10°C，待三氯氧磷滴加完畢，繼續冷卻體系至_5°C左右，滴加440g (2mol)對壬基酚的400ml乙腈溶液，保持低價溫度不超過5°C，滴加完畢升溫至5°C保溫攪拌2小時，后升溫至65°C攪拌I小時。反應結束以后體系冷卻至室溫，加入IL去離子水攪拌lOmin，靜置分水，繼續用純水洗滌兩次，干燥，蒸出溶劑得到約387g 5-壬基水楊醛(收率約78%)。
[0027]將10g 5-壬基水楊醛的甲苯溶液中加入400ml 2mol/L氫氧化鈉溶液，再加入28g鹽酸羥胺以及1%當量的相轉移催化劑異辛酸鈉，混合體系在在85°C反應4.5h，反應結束，用冰醋酸調PH值至中性，靜置分水，再水洗兩次，經充分干燥，蒸出溶劑的到5-壬基水楊醛肟約94g，收率90%。
[0028]本發明未詳述部分為現有技術。
【權利要求】
1.一種銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其特征是:其制備步驟為: (1)合成亞胺鐵鹽:以對壬基酹為原料，在0-5°C低溫條件下加入Vilsmeier酰基化試劑中，在0-80°C反應形成活性中間體亞胺鎗鹽； (2)水解制備5-壬基水楊醛:在水作用下發生水解反應生成中間體5-壬基水楊醛； (3)5-壬基水楊醛肟的合成:以蒸餾后的5-壬基水楊醛與鹽酸羥胺為原料，以甲苯為溶劑，以異辛酸鈉為相轉移催化劑，以無機鹽為中和試劑，及反應溫度80°C?85°C的條件下，反應4.5h ； (4)靜置分層，分去水相，上層油相減壓蒸餾得5-壬基水楊醛肟。
2.如權利要求1所述的銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其特征是:所述Vilsmeier酰基化試劑為在N，N- 二甲基甲酰胺滴加三氯氧磷制備而成:配備有攪拌裝置、滴液漏斗、頂部有干燥裝置的回流冷凝器的反應容器內加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)冰鹽浴冷卻至0°C以下，通氮氣置換空氣lOmin，攪拌下緩慢滴加POCl3，該步反應控制溫度10°C以下。
3.如權利要求2所述的銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其特征是:所述N，N-二甲基甲酰胺與三氯氧磷的比例為1:1飛:1。
4.如權利要求2所述的銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其特征是:制備Vilsmere酰基化試劑時滴加三氯氧磷的溫度為_10_25°C。
5.如權利要求3所述的銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其特征是:制備Vilsmere酰基化試劑時滴加三氯氧磷的溫度為優選為10°C。
6.如權利要求1所述的銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其特征是:所述步驟(I)中，對壬基酚用稀釋溶液溶劑，所述稀釋溶劑為DMF，乙腈、DCE中的一種。
7.如權利要求1所述的銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其特征是:所述步驟(I)中，先將Vilsmere酰基化試劑冷至_5°C以下，保持對壬基酚的滴加溫度在(T5°C，滴加完畢升溫至5°C保溫攪拌2小時，后升溫至50-80°C攪拌I小時形成活性中間體亞胺鎗鹽。
8.如權利要求1所述的銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其特征是:步驟(2)中水解反應生成中間體5-壬基水楊醛的過程為:向步驟(I)鎗鹽體系加入軟水,50-80°C攪拌0.5-2小時,靜置分水,水洗兩次,干燥除去體系中的水分。
9.如權利要求1所述的銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其特征是:所述無機鹽優選為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀。
10.如權利要求1所述的銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成工藝，其特征是:所述步驟(3)中制備5-壬基水楊醛肟時，η (5-壬基水楊醛):η (氫氧化鈉):η (鹽酸羥胺)=1: (I一2):(0.9—1.1)。
【文檔編號】C07C251/48GK104230748SQ201410373132
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】楊曉亮, 王亞濤, 劉麥女, 李亮亮, 張美景 申請人:洛陽市三諾化工有限公司