磷酰基羧酸分子中功能团间距对其萃取分离稀土性能的影响

摘要：

以亚磷酸三(2-乙基己基)酯和溴代羧酸乙酯(1a,1b,1c,1d)为原料,合成了 4种磷酰基羧酸化合物(2a,2b,2c,2d),并研究了合成路线、投料比、催化剂、溶剂、反应时间、温度等对目标产物产率的影响,获得了最佳合成条件.采用电位滴定、核磁共振(1H NMR,13C NMR,31P NMR)、质谱(ESI-MS)、红外光谱(FT-1R)和高效液相色谱(HPLC)等对产物的pKa、纯度、产率、水溶性和结构进行测定和表征.对比了4种化合物从HC1介质中萃取三价稀土离子的性能,考察了镧系元素(La～Lu)与钇的分离性能.结果表明:可采用Arbuzov反应合成该类化合物,化合物2a的最高产率可达94％;经放大合成,2a,2b,2c,2d的产率分别为:87％,37％,32％,23％,pKa值分别为6.86,7.40,7.82,8.19,纯度均大于99％;磷酰基与羧基间的碳链长度越短,化合物对轻稀土(La～Sm)的萃取能力越强,对轻中稀土(La～Dy)与Y的分离系数也越大,其中化合物2a对轻稀土与Y的分离系数在8～10之间;反之,磷酰基与羧基间的碳链增长,化合物对重稀土(Er～Lu)与Y的分离系数基本上呈增大的趋势.此外,化合物2a～2d水溶性小、稳定性好,可循环再生使用.

关键词：磷酰基羧酸、合成、稀土、萃取分离、构效关系

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分类号：O658.2;O627.51(分析化学)

资助基金：国家重点研发计划;中国科学院科技服务网络计划项目（STS）;中国科学院重点部署项目;中国科学院赣江创新研究院自主部署项目;江西省双千计划项目

在线出版日期：2023-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1056-1065