一种N,N-二烃基氨基羧酸及其制备方法和应用技术

本申请提出了一种N,N

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种N,N
‑
二烃基氨基羧酸及其制备方法和应用


[0001]本申请属于有机化合物合成
，涉及一种N,N
‑
二烃基氨基羧酸及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]稀土元素是指元素周期表中原子序数为57～71的15种镧系元素以及化学性质与之相似的21号元素钪和39号元素钇，共17个金属元素。稀土元素具有独特的磁、光、电性能，被誉为“工业维生素”，广泛应用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、能源材料和军事工业等领域，是人类社会发展的重要奠基性原料。
[0003]目前，自然界稀土矿的开采首先需要使用浸出剂将稀土离子浸出得到稀土浸出液，再通过溶剂萃取的方式将稀土离子逐一萃取分离。萃取剂的开发是溶剂萃取过程最为核心的技术，工业应用的稀土金属萃取剂需要考虑多重因素，例如萃取选择性、萃取速率、萃取容量、化合物的稳定性、溶解性、反萃性能、安全性、合成方法和来源等方面，优异的萃取剂可谓万里挑一，好的萃取剂能够简化生产工艺，提高分离效率，降低生产成本，减少污染排放。
[0004]本领域已知的市售萃取剂产品主要分为有机膦萃取剂、羧酸类萃取剂和胺类萃取剂，典型的有机膦萃取剂包括2
‑
乙基己基膦酸单(2
‑
乙基己基)酯(P507)、二(2
‑
乙基己基)膦酸(P204)、二(2,4,4
‑
三甲基戊基)次膦酸(C272)、膦酸三丁酯(TBP)等，胺类萃取剂包括三正辛基胺(N235)、仲碳伯胺(N1923)、甲基三辛基氯化铵(N263)等，羧酸萃取剂包括环烷酸、新癸酸、仲辛基苯氧乙酸(CA
‑
12)等。
[0005]市售萃取剂仍存在某些不足，例如P507是稀土分离工业中应用最广的一种萃取剂，但它对于相邻的稀土元素间的分离系数低，比如镨钕的分离系数只有1.4，这使得镨钕元素难以分离。环烷酸主要应用于分离提纯氧化钇，但环烷酸是石油化工工业的副产物其组分复杂，需要在较高的pH条件下才能萃取稀土，长期使用后其成分容易发生变化，导致有机相浓度降低，影响分离工艺的稳定性。CA
‑
12萃取剂曾尝试替代环烷酸，该萃取剂可在稀土元素萃取分离工艺中有效地将钇与全部镧系元素分离，并可克服环烷酸萃取分离钇时有机相浓度降低的问题，但是萃取体系中重稀土与钇的分离系数低，这导致重稀土元素与钇难以分离，从而需要设计更多级数的萃取槽来达到分离效果。
[0006]为了更有效地分离稀土元素，需要开发与现有技术相比具有更高分离系数并且能够克服现有技术缺点的新型萃取剂，以及使用该萃取剂的萃取分离方法。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于提供一种N,N
‑
二烃基氨基羧酸及其制备方法和应用。所述N,N
‑
二烃基氨基羧酸可作为萃取剂，用于从混合稀土料液中分离提纯选定的稀土元素，特别是从稀土元素混合物中提取分离钇元素。
[0008]为达此目的，本申请采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本申请提供一种N,N
‑
二烃基氨基羧酸，所述N,N
‑
二烃基氨基羧酸具有如下式I所示的结构：
[0010][0011]其中，R1和R2独立地为C7及以上(例如可以是C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C22、C24、C26、C28、C30、C35、C40等)的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基；
[0012]R3为直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基；
[0013]X为H或OH；
[0014]n为1～10(例如可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10等)的自然数。
[0015]本申请提供了一类具有式I所示结构的氨基羧酸化合物作为分离稀土金属的羧酸型萃取剂及其萃取分离方法，这类化合物作为稀土金属萃取剂未经报道。这类化合物作为金属萃取剂对于稀土元素具有很高的分离系数，特别是对于重稀土和钇元素的分离更具效率，同时可以克服环烷酸分离钇时存在的缺点。
[0016]可选地，本申请所述烃基为取代的烷基、取代的烯基、取代的炔基中的任意一种，所述烷基、烯基、炔基的取代基各自独立地选自卤素、羟基、羧基、酰基、酯基、醚基、烷氧基、苯基、苯氧基、氨基、酰胺基、硝基、氰基、巯基、磺酰基、硫醇基、亚胺基、磺酰基或硫烷基中的任意一种或至少两种的组合；可选地，所述取代基为卤素。
[0017]可选地，所述R1和R2独立地为C7
‑
C30的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基，可选为C7
‑
C18的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基。
[0018]可选地，所述R1和R2独立地为C7以上的直链或支链、饱和或不饱和、未取代烃基，例如(C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C22、C24、C26、C28、C30、C35、C40等)直链或支链且未取代的烷基、烯基、炔基，可选为C7
‑
C30的支链、饱和或不饱和、未取代的烃基，更优为C7
‑
C12的支链、饱和或不饱和、未取代的烃基。
[0019]可选地，所述R1和R2独立地为C7
‑
C30的直链或支链、未取代的烷基，可选为C7
‑
C18的直链或支链、未取代的烷基，可选为C7
‑
C10的直链或支链、未取代的烷基。
[0020]可选地，所述X为H；更为可选地，n为1
‑
6的自然数。
[0021]可选地，所述R1和R2独立地为其中，3≤a+b≤10，代表基团连接位置。
[0022]可选地，所述R1和R2独立地为下述基团中的任意一种，其中，代表基团连接位置：
[0023][0024]可选地，所述R3选自C6以上(例如可以是C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C30、C40等)的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基，可选为C6
‑
C30的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基。
[0025]可选地，所述R3选自C6以上(例如可以是C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20等)直链或支链的不饱和的未取代烃基，可选为C10以上直链烯基，可选为C10
‑
C18的直链烯基。
[0026]可选地，所述R3为下述基团中的任意一种，其中，代表基团连接位置：
[0027][0028]第二方面，本申请提供一种如第一方面所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸的制备方法，所述N,N
‑
二烃基氨基羧酸的制备方法为：
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其具有如式I所示的结构：其中，R1和R2独立地为C7以上的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基；R3为直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基；X为H或OH；n为1～10的自然数。2.根据权利要求1所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述R1和R2独立地为C7
‑
C30的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基。3.根据权利要求1或2所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述R3选自C6以上的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基。4.根据权利要求2或3所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述R1和R2独立地为C7
‑
C18的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述R1和R2独立地为C7以上的直链或支链、饱和或不饱和、未取代烃基。6.根据权利要求5所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述R1和R2独立地为C7
‑
C30的支链、饱和或不饱和、未取代的烃基，可选为C7
‑
C12的支链、饱和或不饱和、未取代的烃基。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述R1和R2独立地为C7
‑
C30的直链或支链、未取代的烷基。8.根据权利要求7所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述R1和R2独立地为C7
‑
C18的直链或支链、未取代的烷基，可选为C7
‑
C10的直链或支链、未取代的烷基。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述X为H；可选地，所述n为1～6的自然数。10.根据权利要求1
‑
9中任一项所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述R1和R2独立地为其中，3≤a+b≤10，代表基团连接位置。11.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述R1和R2独立地为下述基团中的任意一种，其中，代表基团连接位置：
12.根据权利要求2
‑
11中任一项所述的N,N
‑
二烃基氨基羧酸，其中，所述R3为C6
‑
C30的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代的烃基。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳良，肖文涛，吴玉远，林锦池，
申请(专利权)人：厦门钨业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：