用三辛胺和正辛醇络合萃取羟基乙酸的机理研究.pdf

第26卷第8期
化学研究与应用
Vol 26. No8
2014年8月
Chemical Research and Application
Aug.,2014
文章编号:1004-1656(2014)08-1346-05
用三辛胺和正辛醇络合萃取羟基乙酸的机理研究
殿海洪,杨座国”
(华东理工大学化工学院,上海200237)
摘要:以三辛胺和正辛醇为萃取剂,对羟基乙酸进行萃取分离,通过萃取有机相红外谱图的分析,得出络合萃
取过程中羟基乙酸与萃取相之间的成键机理为离子締合与氢键结合。然后,根据萃取中存在的络合萃取平
衡、物理萃取平衡和电离平衡,推导出羟基乙酸分配系数模型公式。将达到平衡时的油水两相羟基乙酸浓度
值与分配系数的模型公式相结合,得出萃取形成的络合物中,羟基乙酸与三辛胺的结合比例为1:1和2:1
关键词:羟基乙酸;络合萃取;成键机理;模型公式;结合比例
中图分类号:0623.65文献标志码:A
Study on complexation extraction mechanism of glycolic acid
using tri-n-octylamine and 1-octanol
YIN Hai-hong, YANG Zuo-guo
School of Chemical Engineer ng, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China)
Abstract The complexation extraction mechanism of glycolic acid was researched using tri-n-octylamine and 1-octanol as
extractant, Firstly, the bonding mechanism between glycolic acid and the extraction phase were analyzed to be ion bonding and hy-
drogen bonding via analying TR spectra of extraction organic phase secondly, according to the description of complexation extraction
quilibrium, the physical extraction equilibrium and ionization balance during the extraction process, the formula of distribution coef.
icient model of glycolic acid was derie; nally, the combinate number of the complex was caculated to e 1: 1 and 2 1
Key words: glycolic acid; complexation extraction bonding mechanism; model formula; combinative number
羟基乙酸是一种重要的精细化工原料,具有是以三辛胺、三烷基氧膦和磷酸三丁酯等为主的
热不稳定性和化学活泼性,在沸点100℃时分解,络合萃取剂,由于能和羟基乙酸在萃取时以络合
工业上使用以其70%的水溶液为主。目前工业上物的形式结合而取得更大的萃取率,所以受到越
羟基乙酸的合成主要包括氯乙酸碱性水解法、羟来越广泛的应用和研究5。研究表明,络合剂在
基乙腈酸性水解法以及甲醛羰基化法?。羟基萃取酸时往往会以不同比例与酸形成络合物,如
乙酸的提取工艺主要以与甲醇的酯化水解法和溶三辛胺在萃取醋酸时,可以以2:1、1:1和1:2三种
剂的萃取法为主3。溶剂萃取法因为具有工艺形式存在(,0
简单、成本低等优势而有着更广泛的应用。尤其
乙二胺四乙酸的工业生产方法以氯乙酸和乙
收稿日期:201402-22;修回日期:2014-05-06
联系人简介:杨座国(1969-),男,副教授,主要从事有机合成及各类分离技术。E-mail:l-yang@ecut.edu,cn
第8期
般海洪,等:用三辛胺和正辛醇络合萃取羟基乙酸的机理研究
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二胺在碱性条件下合成方法为主。由于氯乙酸容1.4分析方法
易在碱性条件下水解成羟基乙酸,所以合成母液
油水两相中羟基乙酸浓度通过0.5mol·L'的
中,除了含有产物乙二胺四乙酸,也含有部分杂标准氢氧化钠溶液根据滴定法测得。取一定体积
质,如氯化钠、未反应完全的氯乙酸、乙二胺和一的负载有羟基乙酸的萃取相与未负载羟基乙酸的
定量副反应产生的羟基乙酸。直接排放不仅对环萃取相,分别用红外光谱仪测定其红外光谱图,根
境产生污染,还有着极大的浪费”2」。所以对乙据谱图的特征峰情况,分析三辛胺络合萃取羟基
二胺四乙酸合成母液中羟基乙酸进行络合萃取有乙酸的成键机理。
着很好的环境和经济效益。
本文以三辛胺和正辛醇作为萃取剂,用于乙2结果与讨论
二胺四乙酸合成母液中羟基乙酸的萃取,探讨了
萃合物的成键机理,根据萃取平衡公式推导出萃2.1通过红外光谱图确定萃合物的成键机理
取中分配系数的模型公式,并根据萃取实验数据
图1的液相谱图中,谱图1a为以60%三辛胺
计算出萃取反应中三辛胺与羟基乙酸组成络合物和40%正辛醇体积比组成的萃取剂对含有0.9ml
的结合比例。
工羟基乙酸的乙二胺四乙酸合成母液进行萃取
将萃取相以去离子水反萃取后,所得的产物谱图;
1实验
谱图1b为配制的羟基乙酸的标准样品液相色谱
图
主要试剂
图2的红外光谱图中,图2a为以60%三辛胺
萃取剂主要为三辛胺和正辛醇,其中三辛胺和40%正辛醇体积比组成的萃取剂对含有0.9mol
为工业级,苏州隆富化工有限公司生产;正辛醇为?L羟基乙酸的乙二胺四乙酸合成母液萃取后,分
分析纯,纯度99%以上,江苏永华精细化学品有限相后油相的红外光谱图;图2b为对未含有羟基乙
公司生产。乙二胺四乙酸合成液为氯乙酸钠和乙酸的60%三辛胺和40%的正辛醇体积比组成的
二胺与氢氧化钠在一定条件下合成所得,氯乙酸油相进行红外光谱图。
钠为工业级,苏州汇鸿复合材料有限公司生产;乙
从图1中可以清晰地看出,产物的出峰时间
二胺和氢氧化钠均为分析纯,上海凌峰化学试剂与标样的出峰时间相吻合,且产物谱线中并无多
有限公司生产。
余的杂质峰,说明产物液体里存在且只存在着羟
1.2实验设备
基乙酸溶质。所以可以验证,经过实验中对EDTA
实验操作仪器以DF-Ⅱ数显集热式磁力搅拌合成母液的萃取工艺,可以得到较为纯净的羟基
器为主,江苏省金坛市杰瑞尔电器有限公司生产;乙酸溶液。
称量仪器为FA型电子天平,上海方瑞仪器厂生
通过图2a和图2b对比分析发现,首先,在图
产;检测仪器为傅利叶红外光谱仪及高效液相色2a中的1615cm'附近,出现了C0O-的典型特征
谱仪,华东理工大学分析测试中心提供。
吸收峰,而这个特征峰在图2b中并不存在,这表
1.3萃取过程
明在萃取相中,部分羟基乙酸离解,与三辛胺以离
取40mL预处理后的乙二胺四乙酸合成母液子的方式相缔合,即萃取过程中存在着离子缔合
置于250mL的三颈瓶当中,将三辛胺与