苯基及邻位取代苯基膦酸单烷基酯的合成及其萃取稀土的性能

提出了制备具长碳链酯烷基的烃基膦酸单烷基酯的合成方法。按此法合成了高纯度的苯基膦酸单(2-丁基辛基)酯、苯基膦酸单(1-甲基月桂基)酯、邻甲苯基膦酸单(2-丁基辛基)酯及邻甲苯基膦酸单(1-甲基月桂基)酯,考察了它们对以镧、镨、钕及镥为代表的轻、重稀土的萃取性能,并研究了萃取配合物的组成、结构和萃取分离稀土的机理。     

有机磷(膦)酸萃取剂的结构与萃取分离钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)性能的研究

本文对磷酸二烷基酯(P₂₀₄)、单烷基膦酸单烷酯(P₅₀₇)、二烷基膦酸的结构与萃取Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的性能进行了较细致、深入的研究。测定了萃取平衡及温度、pH值、浓度等对平衡的影响。随着萃取剂酸性降低,它们对Co(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)的分离效果提高。这与萃取体系有机相中Co(Ⅱ)四面体构型萃合物的稳定性增强相一致。     

有机磷化合物的研究 Ⅷ.酸性有机磷化合物的气相色谱

酸性磷(膦)酸酯与四甲基氢氧化铵的甲醇溶液反应制得的四甲基铵盐溶液,热解转化成O-甲基化产物用气相色谱鉴定。分离与鉴定了磷酸二烷基酯、磷酸单烷基酯、烷基膦酸单烷基酯和二烷基膦酸等,并讨论了烷基碳原子数和烷基的空间效应对校正保留时间(t′_R)及保留指数(I)的影响。     

一元烷基磷(膦)酸酯萃取钴,镍反应中取代基空间效应的经验参数

本文在考察一元烷基磷(膦)酸酯萃取钴、镍反应平衡常数与取代基结构的定量关系的基础上,提出了酸性磷(膦)酸酯萃取钴、镍反应中反映取代基结构空间效应为主的经验参数EPA[Co]和EPA[NI],这些新标度的建立,不仅使我们可用关系式来描述萃取钴、镍的反应性与取代基结构效应的关系,而且也为选择高效镍、钴分离萃取剂提供了新途径。     

异丙基膦酸单烷基酯萃取稀土的化学

本文研究了不同酯烷基结构的异丙基膦酸单烷基酯萃取稀土反应的平衡常数(K_(ex))的差别。异丙基膦酸单β-取代烷基酯具有较高K_(ex)值,而相应的α-取代烷基酯的K_(ex)值则显著下降。此外,镧系收缩的特性扩大了配位体的空间效应,这类效应对化合物的pKa值也有影响。并讨论了异丙基膦酸单十四烷基酯(MANPP)萃取稀土的反应机理,测得该反应的热力学函数,不论K_(ex)值或△G值与原子序数间均具四分组效应。研究了萃取配合物的组成与结构,值得指出的是MANPP在盐酸体系中萃取分离钕、钐的性能均优于硝酸体系。     

螯合-酸性磷萃取剂对铀(VI)的协同萃取

本文研究了螯合-酸性磷协同萃取体系─1-苯基-3-甲基-4-(2'-氯苯甲酰基)-5-吡唑啉酮(PMCBP)与磷酸二(2-乙基己基)酯(HDEHP)和2-乙基己基膦酸-单-2-乙基己基酯(HEHEHP)的氯仿溶液从硫酸介质中对铀(VI)的萃取。实验发现均有明显的协同效应存在。采用斜率法测定了协萃配合物的组成为UO2HA2X和UO2HA2HXX'的混合物, 计算了它们的萃取平衡常数, 讨论了协萃机理。     

2—乙基己基膦酸单2—乙基己基酯与钴,镍,铜,锌固体萃合物的研究

酸性磷(瞵)酸酯是一类重要的萃取剂,它们对金属离子的萃取性能和机理研究巳有报导,但大多限于溶液体系。酸性磷酸酯金属萃合物的研究也有报导,但对固态烷基膦酸单烷基酯金属萃合物方面的报导较少。本文报导2-乙基已基膦酸2-乙基已基酯(简称HEH(EH)P或HA)金属(M=Co、Ni、Cu、Zn)固体萃合物的磁性,电子光谱和红外光谱,结合热分析结果对萃合物的成键特性和可能构型进行了讨论。     

有机磷化合物的研究 ⅠⅣ.合成烷基膦酸单酯衍生物的新方法

Atherton与Todd等1945年就用亚磷酸二烷基酯在四氯化碳中与有机胺反应得到二烷基磷酰胺.我们曾成功地由二烷基亚磷(膦)酸在四氯化碳存在下与多种亲核试剂反应合成二烷基磷(膦)酸酯及其衍生物.实验表明二烷基亚膦酸的反应性和亚磷酸二烷基酯有很大差别,为进一步考察不同的三配位磷化合物在该反应中的反应性能,我们合成了己基亚膦酸单烷基酯并在四氯化碳中与各种亲核试剂进行氧化膦酰化反应,制得了相应的己基膦酸单酯衍生物,得率良好,为合成烷基膦酸单酯衍生物的新方法.     

有机磷化合物的研究 XVI. 磷化合物的长碳链烷基及烷氧基的P常数与基团连通性

在测定一系列具长碳链一元烷基磷(膦)酸pK~a值的基础上,求得十八个烷基及烷氧基的σ^p常数,并首次讨论与确定了σ^p值与基团连通性参数之间的关系,这些长碳链烷基及烷氧基σ^p值的求得有助于研究酸性磷(膦)酸酯萃取金属反应的结构-性能定量关系。     

有机磷化合物的研究 ⅩⅥ.磷化合物的长碳链烷基及烷氧基的σ~p常数与基团连通性

在测定一系列具长碳链一元烷基磷(膦)酸pK_a值的基础上,求得十八个烷基及烷氧基的σ~p常数,并首次讨论与确定了σ~p值与基团连通性参数之间的关系.这些长碳链烷基及烷氧基σ~p值的求得有助于研究酸性磷(膦)酸酯萃取金属反应的结构-性能定量关系.     

2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯对两价金属离子的萃取平衡

酸性磷(膦)酸酯是一类广泛应用于金属元素萃取分离的重要萃取剂。这类萃取剂对金属离子的萃取性能和机理以及它们与中性磷(膦)酸酯混合体系萃取金属离子的平衡等均有文献报道。然而2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯(1,HA)对某些金属离子如Sn(Ⅱ),Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的萃取及其与中性磷(膦)酸酯混合体系萃取金属离子的研究,尚未见文献报道。本文报道用1在煤油溶剂中萃取Sn(Ⅱ),Pb(Ⅱ),Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)等的平衡,应用斜率法研究了萃取平衡;合成了1-Zn(Ⅱ)和1-Pb(Ⅱ)固体萃合物;在元素分析和有关离子分析的基础上结合最小二乘法线性回归探讨了萃取机理及有关萃合物组成;考察了在加入三辛基氧化膦(TOPO)时,1对金属离子萃取性能的影响。     

用2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯自硫酸溶液中萃取铟的机理研究

为了考察酸性磷类萃取剂化学结构上的差别对铟的萃取性能影响,本文研究了酸度对2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯[HEH(EH)P]萃取铟的影响,并与二(2-乙基己基)磷酸[HDEHP]进行比较;应用斜率法确定了萃取平衡反应;用饱和法制得了萃铟配合物,并测定了它们的红外光谱和核磁共振谱,在此基础上探讨了HEH(EH)P萃取铟的机理.     

酸性磷型萃取剂的结构与萃取钴,镍性能关系的研究

考察了一系列二烷基磷酸酯,烷基膦酸单烷基酯和二烷基膦酸对钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)的萃取性能。应用相关分析法探讨了萃取性能与萃取剂分子中取代基的极性效应和空间效应之间的关系。并依据萃合物立体构型的差异解释了萃取剂结构对萃取钴、镍的不同影响。     

酸性磷化合物萃取金属反应中取代基空间效应的分子力学研究

本文利用分子力学计算从理论上估算了酸性有机磷化合物萃取金属离子反应中取代基的空间效应。二烷基磷(膦)酸叔丁酯(Ⅱ)作为萃合物分子的近似模型结构。计算结果表明, 羟基氧在自由萃取剂Ⅰ和Ⅱ中的局部空间张力能之差与烷基的结构有密切的关系, 可近似地用来作为烷基空间效应的量度(E_(s,ex))。并用于一系列有机磷(膦)酸萃取Ni、Co为稀土的多元回归分析。结果表明, E_(s,ex)基本上反映了该萃取过程中的空间效应。     

铈组元素与酸性有机磷配位体络合物的研究

有机磷配位体与稀土元素形成的络合物已有不少报道。它们作为络合萃取剂,在稀土元素的分离方面已有广泛应用。文献[3]指出,异辛基膦酸单酯与稀土离子作用,应形成组成为LnL_3的络合物。本文研究了铈组元素与异辛基膦酸单酯(P-507)及二(1-甲基庚基)磷酸(P-215)络合物的合成,并借助于元素分析和红外光谱,确定了所合成化合物的组成,并研究了络合物的热分解过程。     

二（2,4,4—三甲基戊基）膦酸萃取稀土离子

2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(HEH/EHP)是目前稀土湿法冶金工业中应用最广泛的萃取剂。但存在重稀土离子反萃取酸度高,某些中、重稀土离子对的分离系数小、选择性不高等缺点。所以研究优于HEH/EHP的新萃取体系已引起人们极大的关注。近年来发现,二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸(HBTMPP,HL)有可能是萃取稀土元素的有效萃取剂。由于其分子中不含酯氧原子,使得它的pK。值比HEH/EHP高。因此,用HBTMPP萃取稀土及其它高价     

高位阻有机磷萃取剂的研究——Ⅰ.烃基膦酸单十六烷基酯的合成及其对钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)等金属离子的萃取性能

合成了6个具有高位阻特征的烃基膦酸单十六烷基酯萃取剂,并考察了它们对Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)和Ca的萃取性能。萃取剂分子中烃基结构的变化对各种金属离子的萃取能力有着不同程度的影响。空间位阻较大的异丙基和环己基化合物具有比2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(P507)更高的Co-Ni分离能力。     

辛基膦酸单辛酯的合成及其萃取镧系元素的结构-性能研究

合成了九个不同辛基结构的辛基膦酸单辛酯,测定了它们的正十二烷溶液在恒定离子强度和不同酸度的硝酸介质中萃取镧、铕和铅的分配比,并以外推法得到了归一化的分配比数值,从而进行了萃取剂结构与性能关系的研究。考察了辛基膦酸单辛酯的烷基支链化程度时萃取镧系元素的能力和分离性能的影响:随着邻近配位基团的烷基支链化程度的增加,其萃取能力下降;但一定的支链对萃取剂分子是必需的,如2-乙基已基膦酸单2-乙基己基酯和正辛基膦酸单1-甲基庚基酯皆具有最佳的分离性能。从空间效应解释了所得的结果。     

高位阻有机磷萃取剂的研究 Ⅲ.叔丁基膦酸单烷基酯的合成及其结构与萃取镱、镥性能的关系

合成了一系列具有高位阻特征的叔丁基膦酸单烷基酯t-C_4H_9P(O)(OR)OH(R分别为n-C_8H_(17),—CH_2CH(C_2H_5)C_4H_9,—CH(CH_3)C_6H_(13),—CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2C(CH_3)_3和n-C_(12)H_(25))。初步探讨了它们的结构与萃取重稀土元素Yb(Ⅲ)和Lu(Ⅲ)性能的关系。萃取能力随着酯烷基空间位阻的增大而显著降低。在ph_(1/2)值与酯烷基的Charton空间参数v间存在着近似的直线关系。叔丁基膦酸单烷基酯对Yb、Lu的反萃性能优于2-乙基己基膦酸单2-乙基己酯(P-507)。     

异烷基膦酸单烷基酯萃取分离稀土的研究

研究了异烷基膦酸单烷基酯系列萃取剂色层分离稀土的性能。结果表明,以八碳异烷基膦酸-1-甲基庚基酯分离稀土的性能最佳,体系酸度均较目前使用的萃取剂低,用1.73 mol/L HNO_3可将Tm、Yb、Lu完全分离,用它制成的负载树脂分离稀土,其柱效高,动力学性能好。另外,对萃取反应机理作了一些探讨。