CN103694139A - 一种十烷基羟肟酸盐的合成方法 - Google Patents
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Abstract
一种十烷基羟肟酸盐的合成方法，有如下步骤：取十烷基脂肪酸与甲醇用浓硫酸做催化剂进行酯化反应，然后用碳酸钠进行中和反应，得到十烷基脂肪酸甲酯；再与盐酸羟胺和氢氧化钠在双十烷基二甲基氯化铵催化下进行肟化反应，生成十烷基羟肟酸钠；再把十烷基羟肟酸钠进行酸化反应，生成十烷基羟肟酸，升温分离出水相后，进行皂化反应，生成十烷基羟肟酸钾或钠。本发明在肟化反应中以双十烷基二甲基氯化铵为催化剂，肟化反应的转化率较高，为易于与水相分离，把十烷基羟肟酸加热成为液态，由于十烷基羟肟酸中含有催化剂，加热后也能利于生成十烷基羟肟酸的反应，不利于十烷基羟肟酸的分解反应，不会产生副产物，使最终产品能达到质量标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种十烷基羟肟酸钾或钠盐的合成方法，特别是一种十烷基羟肟酸钾或钠盐的合成方中肟化反应的催化剂和酸化反应参数。
背景技术
羟肟酸及其盐类属螯合剂。羟肟酸盐的化学式为RCONHOMe，式中的R为烃基，Me为金属离子，金属离子中多为钠离子或钾离子。本方法中所述的羟肟酸盐是十烷基羟肟酸钾或钠的盐。羟肟酸盐对多种金属氧化物、某些难选金属氧化矿物及部分氧化了的硫化矿具有良好的捕收性能，对氧化铜矿、赤铁矿、含钇矿、黑钨矿、白钨矿、钛铁矿、含铌矿、锡石及稀土矿物等多种金属氧化矿均具有良好的捕收效果。在钨矿、锡石、氧化铜矿、氧化锌矿、氧化铁矿、钛铁矿、铌铁矿、钽铌矿等金属矿的浮选中是一种捕收性能较强、选择性较好的优良捕收剂。
羟肟酸盐中的烃基是羟肟酸盐中的疏水基团，羟肟酸盐中的烃基可以是烷基、也可以是芳香烃基。在一些金属矿的浮选中，芳香烃基的羟肟酸盐捕收剂要比烷基的选择性好，而烷基羟肟酸盐捕收剂比芳香烃结构的捕收能力强。在烷基羟肟酸盐中，疏水基团烷基碳链的长短对捕收能力和选择性有较大影响，烷基碳链的长度越大捕收能力和选择性越强。
现有技术中，烷基羟肟酸盐中的烷基是C4~C8的烷基，其合成方法是：先用C4~C8的烷基脂肪酸与甲醇用浓硫酸做催化剂的条件下进行酯化反应，生成C4~C8烷基脂肪酸甲酯粗制品；然后用碳酸钠与含有少量硫酸的C4~C8烷基脂肪酸甲酯粗制品进行中和反应，得到C4~C8的烷基脂肪酸甲酯；再把C4~C8的烷基脂肪酸甲酯与盐酸羟胺和氢氧化钠进行肟化反应，生成C4~C8烷基羟肟酸钠；再把C4~C8烷基羟肟酸钠与硫酸进行酸化反应，生成C4~C8烷基羟肟酸；最后，把C4~C8烷基羟肟酸与氢氧化钾或氢氧化钠进行皂化反应，生成C4~C8烷基羟肟酸钾或C4~C8烷基羟肟酸钠产品。
这种烷基羟肟酸盐的原料C4~C8烷基脂肪酸的烷基碳链不是很长，在常态下是液态，用上述方法制取C4~C8烷基羟肟酸盐时很容易，不用催化剂也能顺利反应，特别是肟化反应的生成物C4~C8烷基羟肟酸盐酸化后，得到的C4~C8烷基羟肟酸在常态下也是液态，很容易与水相分离出料。
用上述方法制取的C4~C8烷基羟肟酸钠产品碳链的长度不是很长，制成的C4~C8烷基羟肟酸盐的捕收能力和选择性不是很强。用碳链的长度较长的烷基脂肪酸制取烷基羟肟酸盐时，如用十烷基脂肪酸制取烷基羟肟酸盐时，由于长碳链烷基脂肪酸的烷基碳链较长，常态下是腊状，肟化反应的转化率较低，肟化反应的生成物长碳链烷基羟肟酸盐酸化后，得到的长碳链烷基羟肟酸在常态下也是腊状，与水混合一起不容易分层分离，出料很不容易，如果把长碳链烷羟肟酸加热成为液态后可以使长碳链烷基羟肟酸与水容易分层分离，但长碳链烷基羟肟酸加热后，会发生分解反应，生成很多副产物，使最终产品因杂质含量高而不能达到质量标准。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足，提出一种肟化反应的转化率较高、肟化反应生成物容易出料的十烷基羟肟酸盐的合成方法。
本发明是用如下方法实现的。
十烷基羟肟酸盐的合成方法有如下步骤：
1．按摩尔比1:1.2~1.4取十烷基脂肪酸和甲醇作为原料，取质量是上述原料质量1%的质量浓度是98%的浓硫酸作为催化剂，把原料和催化剂加入到回流反应器中，在温度80℃的条件下回流反应8小时，进行酯化反应，让产物静止分层，分离出下层液体，得到十烷基脂肪酸甲酯粗品；
2．在上述十烷基脂肪酸甲酯粗品中滴加质量浓度是18%~22%的碳酸钠水溶液，在温度40℃~50℃、PH值 8的条件下反应2小时，进行中和反应，静置分层后，当上层液体酸值小于或等于5时，分离出下层液体，得到十烷基脂肪酸甲酯；
3．按摩尔比1:1.13~1.18:3.0~3.5取上述十烷基脂肪酸甲酯、盐酸羟胺、质量浓度是37~43%的氢氧化钠水溶液，再取质量是十烷基脂肪酸甲酯质量0.2%~1.0%的催化剂双十烷基二甲基氯化铵，把十烷基脂肪酸甲酯、盐酸羟胺和双十烷基二甲基氯化铵加入反应器中，在搅拌下匀速滴加上述氢氧化钠水溶液，在温度为25℃~27℃的条件下进行肟化反应，得到十烷基羟肟酸钠；
4．在搅拌下，向上述十烷基羟肟酸钠滴加质量浓度是28%~32%稀硫酸水溶液，进行酸化反应，当PH值达到4~5时停止滴加稀硫酸，生成腊状十烷基羟肟酸，升温到57~63℃后分离出下层液体，得到十烷基羟肟酸；
5．按摩尔比1:1.05取上述十烷基羟肟酸和质量浓度10~30%的氢氧化钾或氢氧化钠水溶液，把十烷基羟肟酸和氢氧化钾或氢氧化钠水溶液加入反应器中，在温度40~50℃搅拌1~2小时，进行皂化反应，得到十烷基羟肟酸盐。
本发明以较长碳链的烷基脂肪酸为主要原料制备较长碳链烷基羟肟酸盐，得到的较长碳链烷基羟肟酸盐在一些金属矿的浮选中，捕收能力和选择性较强。
本发明在肟化反应中以双十烷基二甲基氯化铵为催化剂，肟化反应的转化率
较高、肟化反应的生成物十烷基羟肟酸盐酸化后，得到在常态下是腊状的十烷基羟肟酸中含有双十烷基二甲基氯化铵催化剂，这种腊状的十烷基羟肟酸虽然与水混合一起不容易分层分离，出料很不容易，但把十烷基羟肟酸加热成为液态后可以使十烷基羟肟酸与水容易分层分离，由于十烷基羟肟酸中含有双十烷基二甲基氯化铵催化剂，加热后也能利于十烷基羟肟酸生成的反应，不利于十烷基羟肟酸分解的反应，不会产生副产物，使最终产品能达到质量标准。
下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。
具体实施方式
实施例
十烷基羟肟酸盐的合成方法有如下步骤：
1．按摩尔比1:1.3取十烷基脂肪酸和甲醇作为原料，取质量是上述原料质量1%的质量浓度是98%的浓硫酸作为催化剂，把原料和催化剂加入到回流反应器中，在温度80℃的条件下回流反应8小时，进行酯化反应，让产物静止分层，分离出下层液体，得到十烷基脂肪酸甲酯粗品；
2．在上述十烷基脂肪酸甲酯粗品中滴加质量浓度是20%的碳酸钠水溶液，在温度48℃、PH值 8的条件下反应2小时，进行中和反应，静置分层后，当上层液体酸值小于或等于5时，分离出下层液体，得到十烷基脂肪酸甲酯；
3．按摩尔比1:1.15:3.3取上述十烷基脂肪酸甲酯、盐酸羟胺、质量浓度是40%的氢氧化钠水溶液，再取质量是十烷基脂肪酸甲酯质量0.5%的催化剂双十烷基二甲基氯化铵，把十烷基脂肪酸甲酯、盐酸羟胺和双十烷基二甲基氯化铵加入反应器中，在搅拌下匀速滴加上述氢氧化钠水溶液，在温度为26℃的条件下进行肟化反应，得到十烷基羟肟酸钠；
4．在搅拌下，向上述十烷基羟肟酸钠滴加质量浓度是30%稀硫酸水溶液，进行酸化反应，当PH值达到4~5时停止滴加稀硫酸，生成腊状十烷基羟肟酸，升温到60℃后分离出下层液体，得到十烷基羟肟酸；
5．按摩尔比1:1.05取上述十烷基羟肟酸和质量浓度20%的氢氧化钾或氢氧化钠水溶液，把十烷基羟肟酸和氢氧化钾或氢氧化钠水溶液加入反应器中，在温度45℃下搅拌1.5小时，进行皂化反应，得到十烷基羟肟酸盐。
上述化工原料可以是工业级产品。
Claims (2)
1.一种十烷基羟肟酸盐的合成方法，有如下步骤：
（1）按摩尔比1:1.2~1.4取十烷基脂肪酸和甲醇作为原料，取质量是上述原料质量1%的质量浓度是98%的浓硫酸作为催化剂，把原料和催化剂加入到回流反应器中，在温度80℃的条件下回流反应8小时，进行酯化反应，让产物静止分层，分离出下层液体，得到十烷基脂肪酸甲酯粗品；
（2）在上述十烷基脂肪酸甲酯粗品中滴加质量浓度是18%~22%的碳酸钠水溶液，在温度40℃~50℃、PH值 8的条件下反应2小时，进行中和反应，静置分层后，当上层液体酸值小于或等于5时，分离出下层液体，得到十烷基脂肪酸甲酯；
（3）按摩尔比1:1.13~1.18:3.0~3.5取上述十烷基脂肪酸甲酯、盐酸羟胺、质量浓度是37~43%的氢氧化钠水溶液，再取质量是十烷基脂肪酸甲酯质量0.2%~1.0%的催化剂，把十烷基脂肪酸甲酯和盐酸羟胺加入反应器中，在搅拌下匀速滴加上述氢氧化钠水溶液，在温度为25℃~27℃的条件下进行肟化反应，得到十烷基羟肟酸钠；
（4）在搅拌下，向上述十烷基羟肟酸钠滴加质量浓度是28%~32%稀硫酸水溶液，进行酸化反应，当PH值达到4~5时停止滴加稀硫酸，生成腊状十烷基羟肟酸；
（5）按摩尔比1:1.05取上述十烷基羟肟酸和质量浓度10~30%的氢氧化钾或氢氧化钠水溶液，把十烷基羟肟酸和氢氧化钾或氢氧化钠水溶液加入反应器中，在温度40~50℃搅拌1~2小时，进行皂化反应，得到十烷基羟肟酸盐，
其特征在于：
在步骤（3）中，在把十烷基脂肪酸甲酯和盐酸羟胺加入反应器中的同时，再加入质量是十烷基脂肪酸甲酯质量0.2%~1.0%的双十烷基二甲基氯化铵催化剂，
在步骤（4）中，生成腊状十烷基羟肟酸后，升温到57~63℃，分离出下层液体，得到十烷基羟肟酸。
2.按权利要求1所述的十烷基羟肟酸盐的合成方法，其特征是：所述的步骤（1）中，原料十烷基脂肪酸和甲醇的摩尔比是1:1.3；步骤（2）中，滴加的碳酸钠水溶液的质量浓度是20%，中和反应的温度是48℃；
步骤（3）中，十烷基脂肪酸甲酯、盐酸羟胺和氢氧化钠的摩尔比是1:1.15:3.3，氢氧化钠水溶液的质量浓度是40%，肟化反应的温度是26℃； 步骤（4）中，生成腊状十烷基羟肟酸后，升温到60℃，分离出下层液体；步骤（5）中，氢氧化钾或氢氧化钠水溶液的质量浓度是20% 皂化反应的温度是45℃，反应时间是1.5小时。
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