一种铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺的制作方法
【专利摘要】一种铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其制备步骤为：（1）合成亚胺鎓盐（2）水解制备5-壬基水杨醛（3）5-壬基水杨醛肟的合成（4）静置分层，分去水相，上层油相减压蒸馏得5-壬基水杨醛肟。本发明与传统工艺相比，反应步骤明显减少，反应条件要求低反应在常温常压下进行，合成的产品易纯化，操作简便，所需设备简单，设备投资小、已实现工业化生产，反应产率及产品纯度高。
【专利说明】一种铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及湿法冶金【技术领域】，尤其是涉及一种铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺。
【背景技术】
[0002]铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜，铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。
[0003]铜冶金技术的发展经历了漫长的过程，至今铜的冶炼仍以火法治炼为主。但我国铜工业存在很多问题，铜资源匾乏、矿产中铜含量低、质量差等使之不能满足工业的需要。另外铜矿藏量结构复杂，这就给火法冶炼带来了很大的难度，增加了冶炼的成本，而且还存在较严重的环境污染问题。
[0004]近年来，随着世界经济的全球化，中国的铜市场己溶入国际市场之中。我国的铜冶炼厂将面临更加严峻的竞争和挑战，其焦点仍然是产品的质量和成本。所以在我国铜冶炼厂的改扩建过程中，面对国际市场的竞争，都在努力寻求适合自己实情的技术改造方案，希望通过改扩建，技术和装备水平能有大幅度的提高，环境达标，能耗和成本大幅度降低，同时也希望采用的工艺方案稳妥可靠，投资合理。
[0005]因此，现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。当前国内外大量研究和推广的铜湿法冶金技术指的就是含铜原料通过浸出一萃取一电积(L 一 SX — EW)方法制取铜的湿法工艺流程。在这一工艺中，萃取是实现浸出液金属分离的关键步骤，而萃取剂的性能又直接影响萃取的效率，因此萃取剂的研究工作倍受关注。尽管我国对铜萃取剂的研究起步较早，但受条件限制，所研制出的萃取剂品种有限，不能满足我们工业应用的要求，所以目前我国工业应用的铜萃取剂基本还是进口产品。
[0006]着眼于铜工业未来的发展趋势，利用国产原料，大力开发具有自主知识产权的铜萃取剂，开发己有萃取剂的新用途，提高炼铜工业的抗风险能力，摆脱对国外产品的依赖，对我们这样一个铜资源紧缺国家的国民经济发展有着深远意义。
[0007]目前合成5-壬基水杨醛肟通用方法是(I)用甲醇与金属镁反应生成甲醇镁溶液；
(2)对壬基酚与甲醇镁发生镁离子交换，合成对壬基酚的镁盐，利用甲苯与甲醇的共沸促进反应进行；(3)将壬基酚镁盐与多聚甲醛反应，合成2-甲酰基-4壬基苯酚镁盐，继续用甲苯或苯通过共沸带走生成的甲醇促进反应的进行；(4)肟化反应。
[0008]目前通用合成方法存在的问题是:(1)过程繁琐，要经过甲醇镁一壬基酚镁盐—5-壬基水杨醛镁盐一5-壬基水杨醛肟镁盐一5-壬基水杨醛肟。(2)反应周期长，特别是制备壬基酚镁盐和5-壬基水杨醛肟时，要用共沸方法带出生成的甲醇，若要反应充分，反应时间很长；(3)准备甲醇镁过程中有大量氢气放出，存在安全隐患；同时该工艺用到大量的甲醇和甲苯，这两种有机溶剂毒性都比较大在工业生产中存在较大安全隐患。
[0009]本专利利用价廉易得的大宗化工原料壬基酚为原料，利用廉价易得的有机溶剂N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)和三氯氧磷为甲酰化试剂，一步反应制得5-壬基水杨醛肟的关键中间体5-壬基水杨醛，具有合成步骤短，合成及后处理工艺简单易行的特点。研究结果将有利于降低铜萃取剂的生产成本，对我国工业应用的铜萃取剂实现国产化，摆脱对进口产品的依赖有一定促进作用。
【发明内容】
[0010]为了克服现行工艺技术的不足，本发明提供了一种高效铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺路线。
[0011]为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案:
一种铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺路线，其制备步骤为:
(1)合成亚胺鐵盐:以对壬基酹为原料，在0-5°C低温条件下加入Vilsmeier酰基化试剂中，在0-80°C反应形成活性中间体亚胺鎗盐；
(2)水解制备5-壬基水杨醛:在水作用下发生水解反应生成中间体5-壬基水杨醛；
(3)5-壬基水杨醛肟的合成:以蒸馏后的5-壬基水杨醛与盐酸羟胺为原料，以甲苯为溶剂，以异辛酸钠为相转移催化剂，以无机盐为中和试剂，及反应温度80°C?85°C的条件下，反应4.5h ；
(4)静置分层，分去水相，上层油相减压蒸馏得5-壬基水杨醛肟。
[0012]本发明所述Vilsmeier酰基化试剂为在N，N- 二甲基甲酰胺滴加三氯氧磷制备而成:配备有搅拌装置、滴液漏斗、顶部有干燥装置的回流冷凝器的反应容器内加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)冰盐浴冷却至0°C以下，通氮气置换空气lOmin，搅拌下缓慢滴加POCl3,该步反应控制温度10°C以下。
[0013]本发明所述N，N-二甲基甲酰胺与三氯氧磷的比例为1:1飞:1。
[0014]本发明制备Vilsmere酰基化试剂时滴加三氯氧磷的温度为_10_25°C。
[0015]本发明制备Vilsmere酰基化试剂时滴加三氯氧磷的温度为优选为10°C。
[0016]本发明所述步骤(I)中，对壬基酚用稀释溶液溶剂，所述稀释溶剂为DMF，乙腈、DCE中的一种。
[0017]本发明所述步骤(I)中，先将Vilsmere酰基化试剂冷至_5°C以下，保持对壬基酚的滴加温度在(T5°C，滴加完毕升温至5°C保温搅拌2小时，后升温至50-80°C搅拌I小时形成活性中间体亚胺鎗盐。
[0018]本发明步骤(2)中水解反应生成中间体5-壬基水杨醛的过程为:向步骤(I)鎗盐体系加入软水，50-80°C搅拌0.5-2小时,静置分水,水洗两次,干燥除去体系中的水分。
[0019]本发明所述无机盐优选为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾。
[0020]本发明所述步骤(3)中制备5-壬基水杨醛肟时，η (5_壬基水杨醛):η (氢氧化纳):η (盐酸轻胺)=1: (I—2):(0.9.—1.1)。
[0021 ] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果:本发明与传统工艺相比，反应步骤明显减少，反应条件要求低反应在常温常压下进行，合成的产品易纯化，操作简便，所需设备简单，设备投资小、已实现工业化生产，反应产率及产品纯度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明一种铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺流程图。
【具体实施方式】
[0023]通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
[0024]实施例1
在装有机械搅拌、温度计、滴液漏斗，干燥管、通氮气装置的2L玻璃四口瓶内先加入440g (6 mol)经充分干燥的N，N-二甲基甲酰胺，冰盐浴冷至O °C以下，慢慢滴加253g(1.65mol)三氯氧磷，反应剧烈放热，保持低价温度不超过10°C，待三氯氧磷滴加完毕，继续冷却体系至_5°C左右，滴加364g (1.65mol)对壬基酚的300mlDCE溶液，保持低价温度不超过5°C，滴加完毕升温至5°C保温搅拌2小时，后升温至65°C搅拌I小时。反应结束以后体系冷却至室温，加入IL去离子水搅拌lOmin，静置分水，继续用纯水洗涤两次，干燥，蒸出溶剂得到约330g 5-壬基水杨醛(收率约80%)。
[0025]将10g 5-壬基水杨醛的甲苯溶液中加入400ml 2mol/L氢氧化钠溶液，再加入28g盐酸羟胺以及1%当量的相转移催化剂异辛酸钠，混合体系在在85°C反应4.5h，反应结束，用冰醋酸调PH值至中性，静置分水，再水洗两次，经充分干燥，蒸出溶剂的到5-壬基水杨醛肟约96g，收率92%。
[0026]实施例2
在装有机械搅拌、温度计、滴液漏斗，干燥管、通氮气装置的2 L玻璃四口瓶内先加入147g (2 mol)经充分干燥的N，N- 二甲基甲酰胺，冰盐浴冷至0°C以下，慢慢滴加353g(2.3mol)三氯氧磷，反应剧烈放热，保持低价温度不超过10°C，待三氯氧磷滴加完毕，继续冷却体系至_5°C左右，滴加440g (2mol)对壬基酚的400ml乙腈溶液，保持低价温度不超过5°C，滴加完毕升温至5°C保温搅拌2小时，后升温至65°C搅拌I小时。反应结束以后体系冷却至室温，加入IL去离子水搅拌lOmin，静置分水，继续用纯水洗涤两次，干燥，蒸出溶剂得到约387g 5-壬基水杨醛(收率约78%)。
[0027]将10g 5-壬基水杨醛的甲苯溶液中加入400ml 2mol/L氢氧化钠溶液，再加入28g盐酸羟胺以及1%当量的相转移催化剂异辛酸钠，混合体系在在85°C反应4.5h，反应结束，用冰醋酸调PH值至中性，静置分水，再水洗两次，经充分干燥，蒸出溶剂的到5-壬基水杨醛肟约94g，收率90%。
[0028]本发明未详述部分为现有技术。
【权利要求】
1.一种铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其特征是:其制备步骤为: (1)合成亚胺鐵盐:以对壬基酹为原料，在0-5°C低温条件下加入Vilsmeier酰基化试剂中，在0-80°C反应形成活性中间体亚胺鎗盐； (2)水解制备5-壬基水杨醛:在水作用下发生水解反应生成中间体5-壬基水杨醛； (3)5-壬基水杨醛肟的合成:以蒸馏后的5-壬基水杨醛与盐酸羟胺为原料，以甲苯为溶剂，以异辛酸钠为相转移催化剂，以无机盐为中和试剂，及反应温度80°C?85°C的条件下，反应4.5h ； (4)静置分层，分去水相，上层油相减压蒸馏得5-壬基水杨醛肟。
2.如权利要求1所述的铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其特征是:所述Vilsmeier酰基化试剂为在N，N- 二甲基甲酰胺滴加三氯氧磷制备而成:配备有搅拌装置、滴液漏斗、顶部有干燥装置的回流冷凝器的反应容器内加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)冰盐浴冷却至0°C以下，通氮气置换空气lOmin，搅拌下缓慢滴加POCl3，该步反应控制温度10°C以下。
3.如权利要求2所述的铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其特征是:所述N，N-二甲基甲酰胺与三氯氧磷的比例为1:1飞:1。
4.如权利要求2所述的铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其特征是:制备Vilsmere酰基化试剂时滴加三氯氧磷的温度为_10_25°C。
5.如权利要求3所述的铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其特征是:制备Vilsmere酰基化试剂时滴加三氯氧磷的温度为优选为10°C。
6.如权利要求1所述的铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其特征是:所述步骤(I)中，对壬基酚用稀释溶液溶剂，所述稀释溶剂为DMF，乙腈、DCE中的一种。
7.如权利要求1所述的铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其特征是:所述步骤(I)中，先将Vilsmere酰基化试剂冷至_5°C以下，保持对壬基酚的滴加温度在(T5°C，滴加完毕升温至5°C保温搅拌2小时，后升温至50-80°C搅拌I小时形成活性中间体亚胺鎗盐。
8.如权利要求1所述的铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其特征是:步骤(2)中水解反应生成中间体5-壬基水杨醛的过程为:向步骤(I)鎗盐体系加入软水,50-80°C搅拌0.5-2小时,静置分水,水洗两次,干燥除去体系中的水分。
9.如权利要求1所述的铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其特征是:所述无机盐优选为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾。
10.如权利要求1所述的铜萃取剂5-壬基水杨醛肟的合成工艺，其特征是:所述步骤(3)中制备5-壬基水杨醛肟时，η (5-壬基水杨醛):η (氢氧化钠):η (盐酸羟胺)=1: (I一2):(0.9—1.1)。
【文档编号】C07C251/48GK104230748SQ201410373132
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】杨晓亮, 王亚涛, 刘麦女, 李亮亮, 张美景 申请人:洛阳市三诺化工有限公司