对叔丁基苯甲羟肟酸催化合成研究.pdf

第32卷第1期
有色矿治
Vol 32. No I
2016年02月
NON-FERROUS MINING AND METALLURGY
February 2016
文章编号:1007-967X(2016)01-25一03
对叔丁基苯甲羟肟酸催化合成研究
尹航,王立,范志鸿,李红艳
铁岭选矿药剂有限公司,辽宁铁岭112002)
摘要:介绍了对叔丁基苯甲羟肟酸的催化合成方法,以对叔丁基苯甲酸、甲醇、盐酸羟胺、氧氧化
钠为原料,以laeo-4为催化剂,通过酯化、肟化、酸化三步反应制备对叔丁基萃甲羟肟酸。
对肟化反应的配料比、反应温度、反应时间、催化剂种类、催化剂用量等因素进行了研究,
产品含氮量达到5.3%。
关键词:羟肟酸;催化;合成
中图分类号:TD923
文献标识码:A
前言
COOCH+H,O
肟化反应:
对叔丁基苯甲羟肟酸是萃环类羟肟酸浮选用捕
H COOCH]+NH,OH. HCI+2NAOH
收剂。羟肟酸类捕收剂主要用于氧化物矿物、稀土
lao.
-C H CONHONA+Nacl+CHOH+H, O
氧化物和氧化铜矿物的浮选。与传统苯甲羟肟酸
酸化反应:
相比,对叔丁基苯甲羟肟酸使用量少、捕收性及选择
2C1。H1 A CONHONA+H2SO3*2C。H
性増强、浮选效果好,可进一步提高精矿品位,同时 COCNHOH+Na2SO4
也增加有色金属回收率,并降低环境污染
2.2仪器与试剂
在苯甲羟肟酸中,苯环官能团越多,其疏水性越
仪器: GR Series变频调速10L玻璃反应釜、
好,捕收能力和选择性越强。现有技术中,苯甲羟肟SYーX2循环油浴、冷凝管、滴液滿斗、DLSB-5/20
酸只有一个苯环,这种羟肟酸制备比较容易,不用催低温泠却液循环泵、实验用小型离心机。
化剂也能顺利反应,但产品捕收能力和选择性不是
试剂:对叔丁基苯甲酸(99%)、甲醇(98%)、浓
很强。若采用对叔丁基苯甲酸制备羟肟酸,所化反硫酸(92.5%)、稀硫酸(30%)、盐酸羟胺(95%)、氢
应的转化率低,产品含氮量较低。
氧化钠(98%)、四丁基氯化铵(99%),四丁基溴化铵
为了解决上述技术问题,文章重点对肟化反应
(99%)、四丁基硫酸氢铵(99%)、Iaeo-4(99%)
的催化合成技术进行研究,同时,对配料比、反应温
度、反应时间、保温时间进行探讨,成功合成对叔ア(原料均为工业品)。
基苯甲羟肟酸,产品含氮量高,浮选中可进一步增强
2.3实验步骤
捕收能力和选择性,具有工业化的前景。
.3.1对叔丁基苯甲酸甲酯的合成工艺
对叔丁基苯甲羟肟酸是一种橙色粒状固体,由于
在裝有搅拌器、温度计的10000m正实验反应釜
在化学结构式中成功导人了对叔丁基使其疏水性増中加人70g对叔丁基苯甲酸和500g工业甲醇,再加
强,捕收能力和选择性增强。对叔丁基苯甲羟肟酸的入179g浓硫酸,在90℃下保温反应8h反应完成后,
研制成功,为现在复杂多样的矿石提供新的浮选药剂。静止分层取上层液。制得77.38g淡黄色对叔丁基苯
2实验部分
甲酸甲备用。经气相色谱分析,含量达到94.5%。
对叔丁基苯甲羟肟酸納合成工艺
2.1合成路线
将上一次合成好的半成品对叔丁基苯甲酸甲酯
对叔丁基苯甲羟肟酸合成工艺路线如下:
800g,盐酸羟胺345g,催化剂TQ9g,溶水加人反
酯化反应:
应釜内搅拌,同时滴加一定浓度氢氧化钠水溶液至
oH1 3 COOH+CH3O浓味,C。H1pH等于14,反应温度控制在50C以下,反应2h,
收稿日期:2015-08-03
作者简介:共航(1989-),学士学位,助理工程师,从事化学工艺工作。
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有色矿治
第32卷
保温24h。制得对叔丁基苯甲羟肟酸钠
时,对叔丁基苯甲羟肟酸含氮量最高,达到5.3%,
2.3.3对叔丁基苯甲羟肟酸合成工艺
续増大浓度,含氮量反而下降。因此选择盐酸羟
将上一步合成好的对叔丁基苯甲酸羟肟酸钠滴胺浓度为20%是最合适的
加30%稀硫酸920.8g反应。反应完成后,倒入小
表2盐酸羟胺浓度对含氮量的影响
型离心机内甩干,取用干后取固体颗粒,得到对叔丁盘酸羟胺浓度(%)1015
30
基苯甲羟肟酸1053.6g,经檢测,含氮量5.3%。
含氮量(%)
1.0
5,3
4.84.1
结果与讨论
3.3肟化反应保温时间对含氮量的影响
由于肟化反应属于可逆反应,反应完成后需要
3.1肟化反应温度对含氮還的影响
继续保温反应。反应时间长反应向正反应发生肟化
在诸多反应条件中,肟化反应温度对苯甲羟肟
后羟肟酸的含氮量也会提高。因此固定反应温度、
酸的转化率影响是较大的。在合成工艺中,肟化反反应时间,只政变保温时间的条件下?进行对比试
应温度是在升高到一定温度下进行的,这是因为对验。数据见表
叔丁棊苯甲酸甲酯性质稳定,常温不发生反应。鉴
表3保温时间对含氮量的影响
于此,直接将反应温度定在60℃以下,在固定的加
保温时间(h)
18
26
含氮量(%)
.7
5.0
5.3
5.1
料量、固定的反应时间下,通过改变反应温度考察温
度对反应含氮量的影响,结果见表1。
由表3数据可以看出随着时间增加,产物的含
表1反应温度对含氮量的影响
氮量逐渐提高。当保温时间达到24h时,对叔丁基
反应温度(C)4
苯甲羟肟酸含氮量最高,达到5.3%,继续增加时
含氮量(%)
5.0
1.9
?,含氮量反而下降。因此选择保温时间为24h是
由表1可以看出,温度对对叔丁基苯甲羟肟酸最合适的。
含氮量的影响是较大的,随着反应温度的升高,对叔
4肟化反应氢氧化钠量对含氮量的影响
丁基苯甲羟肟酸的含氮量随之提高。达到50C时,
根据化学反应式看,加2mol氧氧化钠反应即
含氮量最大,达到5.3%。反应温度再提高,对叔丁可完成,但实际反应中,氢氧化钠溶液没达到一定浓
基苯甲羟肟酸的含氮量反而下降。经过反复实验及度时,反应进行缓慢。当氢氧化钠溶液达到一定浓
分析研究,这是由于温度过高,导致对叔丁基苯甲羟度时,肟化反应进行迅速。通过对加入氯氧化钠量
肟酸分解所致。另外,随着温度升高,参与反应的原的考察,来分析氢氧化钠浓度对烷基羟肟酸的含氮
料盐酸羟胺也会产生分解现象,进而使原料配比失量的影响。具体结果见表4。
调,以致造成对叔丁基苯甲羟肟酸含氮量下降。而
表4氢氧化钠加入量对含氮量的影响
反应温度低,易造成反应不完全,反应时间延长,从
加碱量(mol)
而降低含氮量。试验确定反应温度50℃
含氮量(%)
3.2肟化反应盐酸羟胺浓度对含氮量的影响
由表4可以看出随着氢氧化钠加人量的增加
经化学反应原理分析,原料对叔丁基苯甲酸甲酯反应含氮量也随着升高,但氢氧化钠加人量达到
沸点高,不易挥发,且化学性质稳定;氢氧化钠溶于
2mol时,氢氧化钠量继续增加,对叔丁基苯甲羟