络合萃取法提取6-硝基-1,2-重氮氧萘-4-磺酸

1、络合萃取法提取6-硝基-1，2-重氮氧基萘-4-磺酸罗、谭、任竞争、作者简介：罗(1983-)，男，重庆大学硕士研究生(重庆大学化学化工学院，重庆，400044)文摘：采用络合萃取法从母液中提取6-硝基-1，2-重氮萘-4-磺酸，得到了最佳萃取条件和反萃取条件：在室温下，以30%N-235 70%氯仿为萃取剂，萃取剂与母液的体积比为1:1，萃取时间为60分钟，萃取率为96。用12% (m: v)的氢氧化钠溶液作为剥离剂剥离复合物。与氢氧化钠溶液反萃剂相比，萃取有机相为2:1，60分钟后反萃率达到94.3%。从而成功分离出6-硝酸盐有机物。络合萃取；萃取剂；络合剂的分离基于络合萃取的6-硝基-1

2、，2-偶氮氧基萘-4-磺酸萃取技术罗箭-福、谭石-玉、任静-郑、周明(重庆大学化学与化学工程学院，重庆400030，中国)摘要研究了6-硝基-1，2-偶氮氧萘-4-磺酸母液中有机溶剂的络合萃取，得出了最佳萃取条件和反萃取条件，即在室温下，以30%氮-235 70%氯仿(体积比)为萃取剂，当萃取剂与母液体积比为1:1时，萃取60分钟，萃取率达到96.1%；质量分数为12%(质量体积比)的氢氧化钠作为反萃取剂，反萃取60分钟，与有机相1:2相比，反萃收率达到94.3%。这样，有机物就可以成功地从母液中分离出来。关键词络合萃取，萃取剂，络合剂，分离6-硝基-1，2-重氮萘-4-磺酸，简称6-硝酸盐，

3、是一种重要的染料中间体，用于制造酸性媒介黑色染料和金属络合染料。其结构式如下：在硫酸体系中，用4倍体积的水将硝酸硝化得到的6-硝酸盐产物分离出来，但产物分离后的母液中仍含有少量的6-硝酸盐产物。如果不进行处理，这部分产品将与母液一起直接排放到环境中，这不仅会污染环境，还会造成大量染料的流失。因此，提取6-硝酸盐有机物具有重要意义。络合萃取法对极性有机稀溶液的分离具有较高的效率和选择性。6-硝酸盐是路易斯酸，可以通过复杂的萃取很容易地分离2。目前，国内外研究者对此类稀酸溶液进行了详细的研究1-9。以胺类化合物为络合剂，氯仿为稀释剂，用萃取剂萃取6-硝酸盐。1个实验部分1.1主要仪器和试剂GDB紫

4、外线扫描仪；752N型紫外光谱仪，应时比色皿(0.5厘米)；SHB-S循环水多用途真空泵：电子分析天平；分液漏斗；锥形瓶；磁力搅拌器；漏斗。酸度计。6-硝酸盐母液经抽滤预处理；n-235；n-503；氯仿；氢氧化钠；所有上述试剂都是分析纯的。1.2实验方法1 . 2 . 1 6-硝酸盐的测定本实验采用GDB紫外扫描仪对6-硝酸盐母液中的6-硝酸盐进行扫描分析。扫描后，母液中的6-硝酸盐在波长250纳米处有一个最大吸收峰。实验中，以250 nm为6-硝酸盐的吸收波长，测定了萃取和反萃取过程中6-硝酸盐的浓度。1.2.2萃取和反萃取6-硝酸盐是一种有机萘磺酸物质。利用萘磺酸类物质和胺类化合物在一定

5、条件下形成络合物，络合物在碱性条件下解离的原理，提取6-硝酸盐母液中的6-硝酸盐。以叔胺(N-235)和氢氧化钠为例，实验原理如下：提取反应：R-SO3H N-235 R-SO3HN-235(在酸性条件下)反萃取反应：RSO3HN-235氢氧化钠 N-235 H2O R-SO3Na(在碱性条件下)(1)络合萃取在室温下，将100毫升不同比例的萃取剂和母液加入250毫升锥形瓶中，在磁力搅拌器上搅拌和振荡30分钟，转移到250毫升分液漏斗中，并静置30分钟。取萃取平衡水相(萃余相)，以水为参照测量浓度，并记录其浓度值。根据以下公式计算提取率：(2)反萃取室温下，取萃取相，以萃取剂为参照，测量其浓度

6、。释放水相，将萃取相放入锥形瓶中，加入一定量的氢氧化钠溶液。在磁力搅拌器上搅拌和振荡30分钟后，将其转移到250毫升分液漏斗中，静置分层30分钟。上层是回收的萃取剂，可以重复使用。下层为反萃取的6-硝酸钠有机溶液。取有机溶液，以萃取剂为参照，记录其浓度值。根据以下公式计算剥离速率：2.结果和讨论2.1络合剂的选择以30%氮-235和30%氮-503为络合剂，70%氯仿为稀释剂的实验结果如表1所示。表1不同萃取剂的比较表1不同萃取剂的对比试验络合剂提取液浓度提取率反提取液浓度反提取率N-235 0.034 96.1% 0.882 94.3%N-503 0.091 85.4% 0.766 82.1

7、%注射液：的母液浓度约为10g/L，酸碱度为1.3，萃取油水比为1:1，反萃油水比为2:1，反萃剂为12%氢氧化钠溶液。从表1可以看出，N-235的萃取率和反萃取率较高，因为N-235分子中的N有一对孤电子对，能与强酸反应生成胺盐；然而，氮-503是一种几乎中性的酰胺络合剂。其分子中氮原子的孤电子对与羰基氧原子共轭，使后者带部分负电荷，因此其配位能力不如氮-235强。此外，它还受到空间位阻效应的影响，与磺酸类有机化合物的相互作用能力不如N-235。因此，本实验选择氮-235作为络合剂。2.2萃取剂不同组分对萃取率的影响将不同比例(体积比)的络合剂N-235与作为稀释剂的氯仿混合制成萃取剂，与6

8、-硝酸盐母液络合。提取率如图1所示。图1萃取剂不同组分对萃取率的影响图1萃取产率对络合剂和稀释剂体积比的影响稀释剂在络合萃取中的作用是稀释络合剂，降低萃取物的粘度，从而促进水相和络合相的快速分离。但是，如果稀释剂选择不当，很容易产生乳化现象。与非极性稀释剂(四氯化碳、煤油等)相比。)，极性稀释剂(氯仿、正辛醇等。)对配合物有较好的溶解性。因此，选择氯仿作为稀释剂。从图1可以看出，随着萃取剂中络合剂含量的增加，萃取先增加后减少。因为随着络合剂浓度的增加，一方面萃取剂的络合作用增强，化学剂量逐渐达到饱和；另一方面，随着稀释剂含量的降低，稀释剂对络合物的增溶作用降低。这两个方面的综合作用使得提取量先

9、增加后减少。通过比较，选择由30%的正235和70%的氯仿组成的混合溶剂作为萃取剂。2.3溶液酸碱度对提取率的影响配制一定浓度的稀氢氧化钠溶液和稀硫酸溶液，加入到6-硝酸盐母液中，调节6-硝酸盐母液的酸碱度。然后，将不同酸碱度的6-硝酸盐母液与萃取剂以1，333，601的体积比络合萃取，萃取率如图2所示。图2溶液的酸碱度对提取率的影响图2提取率对溶液酸碱度的影响叔胺络合剂与分子路易斯酸形成络合物，实现相转移，达到将路易斯酸与其他物质分离的目的。6-硝酸盐属于路易斯酸，其在水溶液中的离解平衡明显受溶液酸碱度的影响。在较低的酸碱度下，6-硝酸盐以分子形式大量存在，易于实现分离。相反，在较高的酸碱度

10、下，特别是在pHpKa中，6-硝酸盐主要以离子形式存在，因此很难用一般的络合萃取方法将其分离。6-硝酸盐母液的酸碱度为1.3，6-硝酸盐以分子形式存在于溶液中。考虑到操作和成本因素，本实验在原6-硝酸盐母液中进行，不加酸或碱进行调整。2.4萃取剂与母液的体积比对萃取率的影响萃取剂和母液以不同的体积比混合进行萃取，不同体积比的萃取率如图3所示。图3萃取剂与母液的体积比对萃取率的影响图3萃取产率对萃取剂和母液体积比的影响当萃取剂与母液的体积比小于1:1时，萃余液浓度随萃取剂与母液体积比的增加而降低，即萃取率随萃取剂与母液体积比的增加而增加，这是由于油水比的增加、化学剂量的饱和、两相接触面积的增加、

11、传质速率的加快和萃取率的增加。然而，提高油水比以提高提取率会浪费大量的有机溶剂，增加处理6-硝酸盐母液的成本，这在实际操作过程中是不可取的。此外，如果萃取剂的浓度太高，溶液的粘度将增加，萃取率将降低，如图中的点5和6所示。本实验中，当萃取剂与母液的体积比为1:1时，萃取效果最好，最大萃取率为96.1%。2.5剥离剂的选择表2不同剥离剂的比较表2不同反萃取剂的对比试验反萃取剂H2SO4 C2H5OH NH3H2O氢氧化钠(aq)剥离程度从表2可以看出，H2SO4和C2H5OH没有反萃取现象，反萃取剂和萃取的有机相几乎不分层。当测量两相混合溶液的浓度时，接近于0，NH3H2O可以反萃取；但效果不明

12、显，NH3H2O有毒副作用，操作不便。当用氢氧化钠溶液作剥离剂时，剥离剂溶液有明显的颜色变化，从无色变为棕黑色。上述现象表明，由于6-硝酸盐的母液为酸性溶液，不适合用酸性物质萃取，并且C2H5OH接近中性，因此NH3H2O的反萃效果不如仅用碱性物质的氢氧化钠，进一步表明6-硝酸盐的反萃是在强碱条件下进行的。相比之下，氢氧化钠溶液用作剥离剂。2.6氢氧化钠浓度对汽提速率的影响使用不同质量分数的氢氧化钠溶液作为反萃剂，通过萃取反应获得的萃取有机相以2，333，601的体积比进行反萃，反萃速率如图4所示。图4氢氧化钠浓度对汽提速率的影响图4汽提产率对氢氧化钠反萃取剂浓度的影响当氢氧化钠浓度小于12%

13、(100毫升水中含12个氢氧化钠固体)时，汽提率随氢氧化钠浓度的增加而增加。在氢氧化钠浓度为12%的溶液中，反萃率最高，达到94.3%；然而，当氢氧化钠浓度超过12%时，从实验现象的观察可以看出，氢氧化钠与反萃液形成螯合物，反萃液粘度增加，两相界面混浊，反使反萃率降低。因此，在本实验中，选择12%的氢氧化钠溶液作为剥离剂。2.7油水比对汽提率的影响将反萃取得到的有机相与不同体积比的12%氢氧化钠溶液混合进行反萃取，并测量反萃取后有机相的浓度。图5显示了萃取有机相与12%氢氧化钠溶液的体积比(油水比)对条带的影响图5汽提产率对油相和水相体积比的影响3.结论(1)叔胺N-235和含磺酸基团的6-硝酸盐有机物络合形成胺盐络合物。对于6-硝酸盐，叔胺是一种有效的萃取剂，可以成功地从母液中分离出6-硝酸盐。(2)酸碱度对6-硝酸盐的提取有很大影响，较低的酸碱度有利于络合提取。(3