一種n,n,n’,n’-四辛基-3-氧戊二酰胺的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及液相萃取劑合成領域，特別是指一種N，N，N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺的制備方法。
【背景技術】
[0002]現如今稀土已成為一種極其重要的戰略資源，稀土元素在石油、化工、冶金、紡織、陶瓷、玻璃、永磁材料等領域都得到了廣泛的應用。隨著科技的進步和應用技術的不斷突破，稀土氧化物的價值將越來越大。科技領域快速發展，加之國家對稀土資源越來越重視，我國是一個稀土資源大國，稀土的種類和產量皆占世界第一。稀土元素除了常用的稀土發光材料以及稀土永磁體之外，還可以用于工業催化，尾氣凈化器等。但由于長期的過度開采以及初級產品的大量出口，導致稀土資源的大量減少。為了提高稀土資源的利用效率，探索一種高效、廉價的稀土新萃取劑以及研宄如何從尾礦中分離出稀土元素顯得很有必要。
[0003]目前，已經有文獻報道N，N,N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺對稀土元素的分離效果明顯，且由于其只含(:、!1、0三種元素，相較于目前大量使用的？204、？507，N，N，N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺具有易降解，無污染等優點，被認為是一種很有前途的萃取劑。但是目前N，N, N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺的市場價格高昂，提純分離成本過高，無法將其應用于稀土分離工業中。

【發明內容】

[0004]本發明要解決合成N，N, N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺成本過高，過程復雜的技術問題，因此提供一種N，N, N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺的制備方法。
[0005]為了達到上述的目的，本發明的技術方案是:一種N，N，N’，N’_四辛基-3-氧戊二酰胺的制備方法，包括如下步驟:
[0006](I):二甘醇與硝酸在乙醇催化條件下氧化反應得到二甘酸；
[0007](2):二甘酸與氯化亞砜在吡啶催化條件下取代反應生成二甘酰氯；
[0008](3): 二甘酰氯與二正辛胺在有機溶劑和縛酸劑中反應生成N，N，N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺；
[0009](4):將反應產物反復洗滌、萃取，旋蒸干燥得到98% N, N, N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺。
[0010]在步驟(3)制備N，N，N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺的反應過程中，由于二氯甲烷、I, 2- 二氯乙烷、四氫呋喃、1，4- 二氧六環對二甘酰氯具有很好的溶解性，且廉價易得，低毒安全，所以本發明選用這幾種物質作為步驟(3)的反應溶劑。
[0011]在步驟⑶制備N，N，N’，N’-四辛基-3-氧戊二酰胺的反應過程中，由于三乙胺、吡啶、乙二胺在反應中能迅速的與氫離子結合，從而促進反應的正向進行，且與碳酸鉀等其他物質相比反應比較平靜，價格比較低，容易獲得，因此本發明選用這幾種物質作為步驟
(3)的反應縛酸劑。
[0012]在步驟(2)中，由于氯化亞砜遇到水反應劇烈，分解出二氧化硫等有毒氣體，為此氯化亞砜需要進過干燥處理，且實驗體系必須保證是無水體系。
[0013]在步驟(3)中，由于二甘酰氯遇水很容易發生反應，從而影響實驗產率，因此正二辛胺、有機溶劑和縛酸劑都必須經過干燥處理，且實驗體系必須保證是無水體系。
[0014]硝酸用量過大不僅造成浪費，濃硝酸在一定溫度下還會自行分解，為此實驗中為了節約成本，同時達到較好的反應效果，實驗發現硝酸的摩爾濃度為10.38?10.71mol/L時二甘醇發生氧化反應生成二甘酸的效果最優。同時還應該控制硝酸與二甘醇的摩爾比，過多的酸或過多的醇都將導致反應生成其他的雜質，實驗發現硝酸與二甘醇的摩爾比為(2.22?2.54):1時反應的產率較高。
[0015]步驟(2)中如果氯化亞砜的加入量過少，會導致二甘酸反應不完全，二甘酰氯的產率過低，若氯化亞砜的加入量過大，將會造成原材料的浪費，且反應后的氯化亞砜在處理時需要防止與水接觸，處理起來比較麻煩，為此二甘酸與氯化亞砜的摩爾比過多將造成浪費，過少會導致產率低，優選的二甘酸與氯化亞砜的摩爾比為1: (6.76?7.38)。
[0016]步驟(3)中二正辛胺的加入量過小，反應最終生成N，N，N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺的產率將過低，若二正辛胺加入量過大，一者二正辛胺在產物中難分離，二者二正辛胺相較于其他原料價格更高，為此二甘酰氯(C)與二正辛胺的摩爾比優選為1:(2.29?2.45)。
[0017]步驟⑵在反應溫度為60?65°C時，反應時間為8?9小時即可，無需用更長的時間，這樣既能節省能源，又能節省反應時間，縮短生產周期，為此優選步驟(2)的反應溫度60?65°C，反應時間為8?9小時。
[0018]在步驟(2)中二甘酰氯反應完成后，反應體系會殘留氯化亞砜，但是氯化亞砜單純的減壓旋蒸較難徹底的除去，而二氯甲烷不僅易揮發，而且能和氯化亞砜很好的結合，在減壓旋蒸的過程中，將氯化亞砜帶出去，能徹底除去體系中的氯化亞砜，為此本發明在二甘酰氯反應完成后馬上向反應體系加入二氯甲烷，在溫度為40?50°C下減壓旋蒸。
[0019]本發明的上述技術方案的有益效果如下:
[0020]上述合成過程中采用的試劑低毒環保，副產物少，對環境污染小；原料價格便宜，生產成本低，經濟效益好，且N，N，N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺具有良好的應用前景；制備方法簡單實用，效率高；后處理簡單，可實現商業化大規模生產，可滿足當前社會不斷對環保的需要。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的一種N，N，N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺的制備方法的制備步驟。
【具體實施方式】
[0022]為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖1及具體實施例進行詳細描述。
[0023]—種N，N, N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺的制備方法，制備步驟如圖1所示。
[0024]實施例1
[0025]—種N，N, N’，N’ -四辛基_3_氧戊二酰胺的制備方法，其具體步驟如下:
[0026](I):將225mL濃硝酸與10mL去離子水混合，在90°C加入Iml乙醇做催化劑，停止加熱，反應平穩后，控制溫度在60°C緩慢加入10mL 二甘醇，反應lh，隨后升溫95°C反應3h停止反應，減壓旋蒸，將剩余硝酸蒸出，靜置結晶析出即二甘酸，乙醚洗滌干燥，得到
120.0lg 二甘酸，產量 85% ；
[0027](2):稱取15g步驟(I)制得的二甘酸與60mL干燥后的氯化亞砜在500mL燒瓶中機械攪拌50min，加入ImL吡啶，反應溫度控制在60°C，反應9小時，待反應完成后，加入7mL二氯甲烷，在溫度為50°C下減壓旋蒸，得到二甘酰氯17.22g，產率90% ;
[0028](3):將75mL 二正辛胺、40mL四氫呋喃和40mL三乙胺混合溶液緩慢加入到步驟(2)得到的17.22g 二甘酰氯中，23°C攪拌反應1.5h，加入30mL去離子水攪拌lh，得到N, N, N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺粗產品;
[0029](4):將步驟(3)的反應產物分別經水洗，過量的5mol/L HN03，2mol/L NaOH溶液中和，pH = 7，靜置取上層有機相，再加入ImoVLNaOH-H2O-C2H5OH溶液洗滌三次，最后用蒸餾水洗去殘留乙醇和氫氧化鈉，有機相用無水Na2SO4干燥過夜。蒸發溶劑后真空干燥得產物50.25g，產率為86%，純度為98%。
[0030]實施例2
[0031]一種N，N，N’，N’ -四辛基-3-氧戊二酰胺的制備方法，其具體步驟如下:
[0032](I):將250mL濃硝酸與10mL去離子水混合，在90°C加入Iml乙醇做催化劑，停止加熱，反應平穩后，控制溫度在60°C緩慢加入10mL 二甘醇，反應lh，隨后升溫95°C