一种n,n,n’,n’-四辛基-3-氧戊二酰胺的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液相萃取剂合成领域，特别是指一种N，N，N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺的制备方法。
【背景技术】
[0002]现如今稀土已成为一种极其重要的战略资源，稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用。随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。科技领域快速发展，加之国家对稀土资源越来越重视，我国是一个稀土资源大国，稀土的种类和产量皆占世界第一。稀土元素除了常用的稀土发光材料以及稀土永磁体之外，还可以用于工业催化，尾气净化器等。但由于长期的过度开采以及初级产品的大量出口，导致稀土资源的大量减少。为了提高稀土资源的利用效率，探索一种高效、廉价的稀土新萃取剂以及研宄如何从尾矿中分离出稀土元素显得很有必要。
[0003]目前，已经有文献报道N，N,N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺对稀土元素的分离效果明显，且由于其只含(:、!1、0三种元素，相较于目前大量使用的？204、？507，N，N，N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺具有易降解，无污染等优点，被认为是一种很有前途的萃取剂。但是目前N，N, N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺的市场价格高昂，提纯分离成本过高，无法将其应用于稀土分离工业中。
【发明内容】
[0004]本发明要解决合成N，N, N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺成本过高，过程复杂的技术问题，因此提供一种N，N, N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺的制备方法。
[0005]为了达到上述的目的，本发明的技术方案是:一种N，N，N’，N’_四辛基-3-氧戊二酰胺的制备方法，包括如下步骤:
[0006](I):二甘醇与硝酸在乙醇催化条件下氧化反应得到二甘酸；
[0007](2):二甘酸与氯化亚砜在吡啶催化条件下取代反应生成二甘酰氯；
[0008](3): 二甘酰氯与二正辛胺在有机溶剂和缚酸剂中反应生成N，N，N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺；
[0009](4):将反应产物反复洗涤、萃取，旋蒸干燥得到98% N, N, N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺。
[0010]在步骤(3)制备N，N，N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺的反应过程中，由于二氯甲烷、I, 2- 二氯乙烷、四氢呋喃、1，4- 二氧六环对二甘酰氯具有很好的溶解性，且廉价易得，低毒安全，所以本发明选用这几种物质作为步骤(3)的反应溶剂。
[0011]在步骤⑶制备N，N，N’，N’-四辛基-3-氧戊二酰胺的反应过程中，由于三乙胺、吡啶、乙二胺在反应中能迅速的与氢离子结合，从而促进反应的正向进行，且与碳酸钾等其他物质相比反应比较平静，价格比较低，容易获得，因此本发明选用这几种物质作为步骤
(3)的反应缚酸剂。
[0012]在步骤(2)中，由于氯化亚砜遇到水反应剧烈，分解出二氧化硫等有毒气体，为此氯化亚砜需要进过干燥处理，且实验体系必须保证是无水体系。
[0013]在步骤(3)中，由于二甘酰氯遇水很容易发生反应，从而影响实验产率，因此正二辛胺、有机溶剂和缚酸剂都必须经过干燥处理，且实验体系必须保证是无水体系。
[0014]硝酸用量过大不仅造成浪费，浓硝酸在一定温度下还会自行分解，为此实验中为了节约成本，同时达到较好的反应效果，实验发现硝酸的摩尔浓度为10.38?10.71mol/L时二甘醇发生氧化反应生成二甘酸的效果最优。同时还应该控制硝酸与二甘醇的摩尔比，过多的酸或过多的醇都将导致反应生成其他的杂质，实验发现硝酸与二甘醇的摩尔比为(2.22?2.54):1时反应的产率较高。
[0015]步骤(2)中如果氯化亚砜的加入量过少，会导致二甘酸反应不完全，二甘酰氯的产率过低，若氯化亚砜的加入量过大，将会造成原材料的浪费，且反应后的氯化亚砜在处理时需要防止与水接触，处理起来比较麻烦，为此二甘酸与氯化亚砜的摩尔比过多将造成浪费，过少会导致产率低，优选的二甘酸与氯化亚砜的摩尔比为1: (6.76?7.38)。
[0016]步骤(3)中二正辛胺的加入量过小，反应最终生成N，N，N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺的产率将过低，若二正辛胺加入量过大，一者二正辛胺在产物中难分离，二者二正辛胺相较于其他原料价格更高，为此二甘酰氯(C)与二正辛胺的摩尔比优选为1:(2.29?2.45)。
[0017]步骤⑵在反应温度为60?65°C时，反应时间为8?9小时即可，无需用更长的时间，这样既能节省能源，又能节省反应时间，缩短生产周期，为此优选步骤(2)的反应温度60?65°C，反应时间为8?9小时。
[0018]在步骤(2)中二甘酰氯反应完成后，反应体系会残留氯化亚砜，但是氯化亚砜单纯的减压旋蒸较难彻底的除去，而二氯甲烷不仅易挥发，而且能和氯化亚砜很好的结合，在减压旋蒸的过程中，将氯化亚砜带出去，能彻底除去体系中的氯化亚砜，为此本发明在二甘酰氯反应完成后马上向反应体系加入二氯甲烷，在温度为40?50°C下减压旋蒸。
[0019]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0020]上述合成过程中采用的试剂低毒环保，副产物少，对环境污染小；原料价格便宜，生产成本低，经济效益好，且N，N，N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺具有良好的应用前景；制备方法简单实用，效率高；后处理简单，可实现商业化大规模生产，可满足当前社会不断对环保的需要。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的一种N，N，N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺的制备方法的制备步骤。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图1及具体实施例进行详细描述。
[0023]—种N，N, N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺的制备方法，制备步骤如图1所示。
[0024]实施例1
[0025]—种N，N, N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺的制备方法，其具体步骤如下:
[0026](I):将225mL浓硝酸与10mL去离子水混合，在90°C加入Iml乙醇做催化剂，停止加热，反应平稳后，控制温度在60°C缓慢加入10mL 二甘醇，反应lh，随后升温95°C反应3h停止反应，减压旋蒸，将剩余硝酸蒸出，静置结晶析出即二甘酸，乙醚洗涤干燥，得到
120.0lg 二甘酸，产量 85% ；
[0027](2):称取15g步骤(I)制得的二甘酸与60mL干燥后的氯化亚砜在500mL烧瓶中机械搅拌50min，加入ImL吡啶，反应温度控制在60°C，反应9小时，待反应完成后，加入7mL二氯甲烷，在温度为50°C下减压旋蒸，得到二甘酰氯17.22g，产率90% ;
[0028](3):将75mL 二正辛胺、40mL四氢呋喃和40mL三乙胺混合溶液缓慢加入到步骤(2)得到的17.22g 二甘酰氯中，23°C搅拌反应1.5h，加入30mL去离子水搅拌lh，得到N, N, N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺粗产品;
[0029](4):将步骤(3)的反应产物分别经水洗，过量的5mol/L HN03，2mol/L NaOH溶液中和，pH = 7，静置取上层有机相，再加入ImoVLNaOH-H2O-C2H5OH溶液洗涤三次，最后用蒸馏水洗去残留乙醇和氢氧化钠，有机相用无水Na2SO4干燥过夜。蒸发溶剂后真空干燥得产物50.25g，产率为86%，纯度为98%。
[0030]实施例2
[0031]一种N，N，N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺的制备方法，其具体步骤如下:
[0032](I):将250mL浓硝酸与10mL去离子水混合，在90°C加入Iml乙醇做催化剂，停止加热，反应平稳后，控制温度在60°C缓慢加入10mL 二甘醇，反应lh，随后升温95°C