高效銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成方法

錢飛 錢福強(qiáng)(江蘇凌飛科技股份有限公司， 江蘇 宜興 214264)

高效銅萃取劑5-壬基水楊醛肟的合成方法

錢飛 錢福強(qiáng)(江蘇凌飛科技股份有限公司， 江蘇 宜興 214264)

5-壬基水楊醛肟因其具有萃取容量大，萃取性能好，高萃取率(高反萃率)，寬適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)是目前作為銅萃取的主要材料，本文討論一種合成方法制作5-壬基水楊醛肟，其反應(yīng)條件溫和易于控制，安全便于操作，無易燃易爆廢氣產(chǎn)生，適合大批量生產(chǎn)并且對設(shè)備要求不高，能耗低，反應(yīng)效率高，原料轉(zhuǎn)化率高，副產(chǎn)物少，以4-壬基酚計的產(chǎn)物收率可達(dá)98%以上，純度可達(dá)95%以上。

5-壬基水楊醛肟；銅；萃取

銅是一種重要并具有廣泛工業(yè)用途的有色金屬，當(dāng)前國內(nèi)外主要采用濕法冶煉(浸出-萃取-電積)的技術(shù)來制取銅，在這一工藝中，萃取是實(shí)現(xiàn)浸出液金屬分離的關(guān)鍵步驟，萃取劑的性能直接影響萃取的效率，因此，萃取容量大，萃取性能好，高萃取率(高反萃率)，寬適應(yīng)性的銅萃取劑的研制一直是國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。在已開發(fā)出的銅萃取劑中，主要包括：肟類(酮肟、醛肟)、β-二酮類、三元胺類和復(fù)配類等。其中，肟類萃取劑最引人注目，尤其是芳香類醛肟萃取劑的問世使得銅的濕法冶金研究上了一個很大的臺階，為銅的濕法冶金快速發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，現(xiàn)已在濕法冶煉萃取銅工業(yè)中獲得大規(guī)模應(yīng)用。目前國內(nèi)外市場上廣泛使用的M5640、LIX系列都屬于肟類萃取劑，分別為英國百慕大阿科伽公司和德國漢高公司研制并生產(chǎn)銷售。國內(nèi)有北京礦冶研究院的BK系列產(chǎn)品，昆明冶金研究院的KM系列產(chǎn)品，以及上海有機(jī)研究所研制的N-902等類似銅萃取劑。

美國專利US5260487A公開了5-壬基水楊醛肟的制備方法，該方法以甲醇鎂為起始劑，經(jīng)過成鹽反應(yīng)、甲?；磻?yīng)、肟化反應(yīng)三步合成，反應(yīng)過程激烈不易控制，且有大量氫氣產(chǎn)生，有較大安全隱患，而且溶劑用量大，回收困難，反應(yīng)時間長，反應(yīng)溫度高，副反應(yīng)多，收率(以4-壬基酚計)只有86%，含量只有85%；專利CN101326148A公開了一種用新的催化劑混合物催化甲酰化反應(yīng)過程，得到較高的收率95%(以壬基酚計)，較高的純度95%，該方法采用短途蒸餾SPDU蒸餾出中間體5-壬基水楊醛，對設(shè)備要求較高，對溫度(160～240℃)和真空度(1mmHg)要求也很高，能耗很大，溶劑損失較大，成本很高。專利CN101497576A公開了一種5-壬基水楊醛肟的制備方法，該方法采用與與美國專利US5260487A類似的工藝，具有相同的缺點(diǎn)。

討論一種高效銅萃取劑5-壬基水楊醛肟合成工藝，由以下三步反應(yīng)合成：①將4-壬基酚和甲醛水溶液在堿性條件下反應(yīng)生成2-羥甲基-4-壬基苯酚；②將2-羥甲基-4-壬基苯酚用Dess-Martin試劑氧化為5-壬基水楊醛；③將5-壬基水楊醛和羥胺鹽發(fā)生肟化反應(yīng)生成5-壬基水楊醛肟。

反應(yīng)方程式見圖1，具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1

將220g4-壬基酚和30%質(zhì)量濃度的甲醛水溶液200g投入1L四口燒瓶中，加入18g碳酸鈉，攪拌并升溫至70℃，保溫反應(yīng)2h后靜置分層，棄去水層，將有機(jī)層轉(zhuǎn)入1L四口燒瓶中并加入200ml氯仿，加入178g Dess-Martin試劑在25℃反應(yīng)2h，反應(yīng)完畢在室溫下依次用200g飽和碳酸鈉水溶液、200g硫代硫酸鈉水溶液、200g去離子水洗滌后靜置分層，棄去水層，有機(jī)層轉(zhuǎn)入1L四口燒瓶，加入25%質(zhì)量濃度的碳酸鈉水溶液300g，于1h內(nèi)滴入30%質(zhì)量濃度硫酸羥胺水溶液328g，滴加完畢在60℃保溫反應(yīng)3h，加入20%質(zhì)量濃度的硫酸水溶液60g中和洗滌并靜置分層，有機(jī)層用200g去離子水洗至中性，最后蒸餾除去溶劑，得成品5-壬基水楊醛肟261g，收率99．24%，純度98．30% ；

實(shí)施例2

將220g4-壬基酚和30%質(zhì)量濃度的甲醛水溶液150g投入1L四口燒瓶中，加入10g氫氧化鈉，攪拌并升溫至50℃，保溫反應(yīng)2h后靜置分層，棄去水層，將有機(jī)層轉(zhuǎn)入1L四口燒瓶中并加入200ml氯仿，加入170g Dess-Martin試劑在30℃反應(yīng)2h，反應(yīng)完畢在室溫下依次用200g飽和碳酸鈉水溶液、200g硫代硫酸鈉水溶液、200g去離子水洗滌后靜置分層，棄去水層，有機(jī)層轉(zhuǎn)入1L四口燒瓶，加入25%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉水溶液175g，于1h內(nèi)滴入30%質(zhì)量濃度硫酸羥胺水溶液300g，滴加完畢在50℃保溫反應(yīng)3h，加入20%質(zhì)量濃度的硫酸水溶液10g中和洗滌并靜置分層，有機(jī)層用200g去離子水洗至中性，最后蒸餾除去溶劑，得成品5-壬基水楊醛肟258g，收率98．10%，純度95．66%。

結(jié)論：用這種工藝制作銅萃取劑反應(yīng)條件溫和易于控制，安全便于操作，無易燃易爆廢氣產(chǎn)生，對設(shè)備要求不高，能耗低，反應(yīng)效率高，原料轉(zhuǎn)化率高，副產(chǎn)物少，以4-壬基酚計的產(chǎn)物收率可達(dá)98%以上，純度可達(dá)95%以上。

[1]ICI,PLC.Process for the preparation of 2-hydroxyarylaldehydes[P].USA:US5260487A,1993.11.09.

[2]星礦國際私人有限公司.5－壬基水楊醛肟新的制備方法[P].中國:CN200680043406.1,2008.12.17 .

錢飛(1983- )，男，漢，本科，高級經(jīng)濟(jì)師，江蘇凌飛科技股份有限公司 董事長，研究方向：壬基酚及烷基酚上下游衍生產(chǎn)品。