CN109651200A - 一种n-苯甲酰-n-苯基羟胺的纯化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机化工试剂技术领域，尤其涉及一种N‑苯甲酰‑N‑苯基羟胺的纯化方法。本发明将N‑苯甲酰‑N‑苯基羟胺原料的乙醇饱和溶液滴加到沸水中，将所得混合体系进行结晶，得到N‑苯甲酰‑N‑苯基羟胺纯品。本发明的纯化方法操作简单，效率和回收率高。根据实施例可知，本发明的纯化方法纯化率可达97％；本发明的纯化方法能够高效去除N‑苯甲酰‑N‑苯基羟胺试剂中的杂质金属离子，BPHA的回收率大于88％。

Description

一种N-苯甲酰-N-苯基羟胺的纯化方法
技术领域
本发明涉及有机化工试剂纯化技术领域，尤其涉及一种N-苯甲酰-N-苯基羟胺的纯化方法。
背景技术
N-苯甲酰-N-苯基羟胺(BPHA)是一种固体有机试剂，也被称为“钽试剂”，被广泛用作高价金属离子如元素周期表中第IVB、VB和VIB族元素(如V、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo和Ti等)的沉淀剂、萃取剂和显色剂。目前市面上销售的BPHA试剂的纯度≤99％，其中所含的杂质金属离子也很高。因此，利用该BPHA试剂开展高价金属离子含量分析时，会产生很大影响，尤其是对于这些高价金属离子含量低的样品来说，该BPHA试剂中的这些杂质金属离子的影响更为严重，导致分析结果不准确。
目前，对于BPHA试剂的纯化来讲，主要是采用重结晶的方法，即利用BPHA在沸水中的溶解度较大(5g/L)，而在4℃下溶解度降低(0.3g/L)的原理，使BPHA在沸水中溶解，然后降低水温，使其结晶析出，达到纯化的目的。但是，由于BPHA在沸水中溶解非常缓慢，导致该方法操作困难，效率低；同时，采用该方法BPHA的回收率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种N-苯甲酰-N-苯基羟胺的纯化方法，该纯化方法操作简单，效率高，且BPHA的回收率大于88％。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种N-苯甲酰-N-苯基羟胺的纯化方法，包括以下步骤：
将N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料的乙醇饱和溶液滴加到沸水中，将所得混合体系进行结晶，得到N-苯甲酰-N-苯基羟胺纯品。
优选的，所述N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料的乙醇饱和溶液与沸水的体积比为1:10～12。
优选的，所述滴加的速度为1～2mL/s。
优选的，所述沸水为沸腾超纯水。
优选的，所述结晶在静置条件下进行。
优选的，所述结晶的过程包括先将所述混合体系降温至室温，然后将所得体系降温至3～5℃，再进行保温。
优选的，所述保温的时间为10～12h。
优选的，完成所述结晶后，依次将所得体系进行过滤、洗涤和干燥，得到N-苯甲酰-N-苯基羟胺纯品。
优选的，所述洗涤的试剂为超纯水。
优选的，所述干燥的温度为20～30℃，时间为2.5～3.5h。
本发明提供了一种N-苯甲酰-N-苯基羟胺的纯化方法，将N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料的乙醇饱和溶液滴加到沸水中，将所得混合体系进行结晶，得到N-苯甲酰-N-苯基羟胺纯品。本发明利用BPHA在乙醇中的溶解度很大，而在水中的溶解度很小，且乙醇可以与水混溶，当BPHA的乙醇饱和溶液加入到沸水中时，BPHA在沸水中的溶解度会比其在乙醇中的降低，从而使得BPHA结晶析出，而BPHA中含有的金属离子进入溶液中，达到了纯化BPHA的目的。
本发明的纯化方法操作简单，BPHA溶解快，纯化率可达97％，效率高，能够高效去除N-苯甲酰-N-苯基羟胺试剂中的杂质金属离子。
采用本发明的纯化方法，BPHA的回收率大于88％，相对于现有纯化方法(回收率小于20％)，显著提高了BPHA的回收率。
具体实施方式
本发明提供了一种N-苯甲酰-N-苯基羟胺的纯化方法，包括以下步骤：
将N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料的乙醇饱和溶液滴加到沸水中，将所得混合体系进行结晶，得到N-苯甲酰-N-苯基羟胺纯品。
在本发明中，所述N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料为市售BPHA有机试剂。在本发明中，所述N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料的乙醇饱和溶液的制备方法优选为将N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料与乙醇混合，然后将所得体系进行过滤，得到N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料的乙醇饱和溶液。本发明将所得体系进行过滤能够去除不溶物。在本发明中，所述乙醇优选为无水乙醇。本发明对所述混合的过程没有特殊的限制，使用本领域技术人员熟知的方式进行混合即可。由于在乙醇-水混合溶液中，BPHA的溶解度和乙醇在该混合溶液中的比例成正比关系，本发明利用乙醇形成BPHA的乙醇饱和溶液，而非使用过量乙醇溶解BPHA，可以降低乙醇与水混合后乙醇在乙醇-水混合溶液中所占的比例，从而降低BPHA在乙醇-水混合溶液中的溶解度，有利于BPHA在乙醇-水混合溶液中的析出，提高BPHA的回收率。
在本发明中，所述N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料的乙醇饱和溶液与沸水的体积比优选为1:10～12。在本发明中，所述滴加的速度优选为1～2mL/s。在本发明中，所述沸水优选为沸腾超纯水。本发明利用沸水保证BPHA在高温下的较大溶解度，使其不会马上结晶析出，而是通过缓慢降温使BPHA缓慢结晶，从而达到纯化BPHA的目的。
在本发明中，所述结晶优选在静置条件下进行；所述结晶的过程优选包括先将所述混合体系降温至室温，然后将所得体系继续降温至3～5℃，再进行保温；所述保温的时间优选为10～12h。本发明优选采用自然降温降至室温，然后将所得体系置于3～5℃的冰箱中继续降温，再进行保温。本发明将所述混合体系降温至室温后，溶液由澄清变浑浊，BPHA的微晶开始析出，本发明将所得体系降温至3～5℃后，大量纯BPHA晶体析出。
完成所述结晶后，本发明依次将所得体系进行过滤、洗涤和干燥，得到N-苯甲酰-N-苯基羟胺纯品。本发明对所述过滤、洗涤和干燥的方式没有特殊的限制，选用本领域技术人员熟知的方式进行过滤、洗涤和干燥即可。在本发明的具体实施例中，所述洗涤的试剂优选为超纯水，所述洗涤的次数优选为2～3次；所述干燥优选在真空干燥箱中进行，所述干燥的温度优选为20～30℃，时间优选为2.5～3.5h。
下面结合实施例对本发明提供的N-苯甲酰-N-苯基羟胺的纯化方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
以Adamas Reagent Co.,Ltd公司生产的纯度为99％的BPHA有机试剂(Lot：P10415)为研究对象，测定其纯化前和纯化后的高价金属离子的浓度变化。
称取6g BPHA有机试剂，将其溶解于50mL无水乙醇中，过滤不溶物杂质，得到BPHA试剂的乙醇饱和溶液，将所述BPHA试剂的乙醇饱和溶液以2mL/s的速度滴加到500mL沸腾超纯水中，滴加完成后，将所得体系静置至室温后，再将所得体系在4℃下继续静置12h，将所得体系过滤，并用超纯水将所得BPHA晶体洗涤3次，然后将所得洗涤产物置于真空干燥箱，在25℃下干燥3h，得到纯化后BPHA试剂。
该BPHA有机试剂的回收率测定：
平行重复上述纯化过程3次，并称量得到的纯化后试剂，计算该方法的回收率，经计算，回收率为88.6％。
本发明对实施例1所述BPHA试剂纯化前后的高价金属离子浓度的变化进行测试，包括以下步骤：
称取50mg的BPHA，用超纯HNO3-H2O2在130℃完全消解，蒸干后，再加入1mLHNO3溶液(HNO3与水体积比为1:1)溶解残留物，将所得体系用超纯水稀释500倍，得到纯化前BPHA试剂待测溶液。纯化后的BPHA试剂也采用上述流程进行消解、溶解和稀释，得到纯化后BPHA试剂待测溶液。金属离子的测量采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)，10ng g-1的多元素标准溶液(Mo，W，Nb和Ta)作为外标，加入Rh作为内标元素监控仪器灵敏度的漂移。测试纯化前和纯化后BPHA试剂中高价金属离子的浓度以及纯化率，结果见表1。
表1纯化前和纯化后BPHA试剂中高价金属离子的浓度以及纯化率
实施例2
以上海阿拉丁生化科技股份有限公司生产的纯度为98.5％的BPHA有机试剂(Lot：G1407057)为研究对象，测定其纯化前和纯化后的高价金属离子的浓度变化。
称取6g BPHA有机试剂，将其溶解于50mL无水乙醇中，过滤不溶物杂质，得到BPHA试剂的乙醇饱和溶液，将所述BPHA试剂的乙醇饱和溶液以2mL/s的速度滴加到500mL沸腾超纯水中，滴加完成后，将所得体系静置至室温后，再将所得体系置于冰箱中，在4℃下继续静置12h，将所得体系过滤，并用超纯水将所得BPHA晶体洗涤3次，然后将所得洗涤产物置于真空干燥箱，在25℃下干燥3h，得到纯化后BPHA试剂。
该BPHA有机试剂的回收率测定：
平行重复上述纯化过程3次，并称量得到的纯化后试剂，计算该方法的回收率，经计算，回收率为88.5％。
本发明对实施例2所述BPHA试剂纯化前后的高价金属离子浓度的变化进行测试，其中，纯化前和纯化后BPHA试剂的待测溶液的制备流程同实施例1。金属离子的测量采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)，10ng g-1的多元素标准溶液作为外标，加入Rh作为内标元素监控仪器灵敏度的漂移。测试纯化前和纯化后BPHA试剂中高价金属离子的浓度以及纯化率，结果见表2。
表2纯化前和纯化后BPHA试剂中高价金属离子的浓度以及纯化率
对比例
以上海阿拉丁生化科技股份有限公司生产的纯度为98.5％的BPHA有机试剂(Lot：G1407057)为研究对象，用传统的纯化方法纯化后，测定其回收率以及纯化前和纯化后的高价金属离子的浓度以及纯化率，结果见表3。
称取0.5g BPHA有机试剂，在搅拌条件下，将其溶解于2L沸水中，由于BPHA在沸水中的溶解度极低(0.3g/L)，这个溶解过程极其缓慢，耗时耗力。待溶解后，过滤不溶物杂质，将所得体系静置至室温后，再将所得体系置于冰箱中，在4℃下继续静置12h，将所得体系过滤，并用超纯水将所得BPHA晶体洗涤3次，然后将所得洗涤产物置于真空干燥箱，在25℃下干燥3h，得到纯化后BPHA试剂。
平行重复上述纯化过程3次，并称量得到的纯化后试剂，计算该方法的回收率，经计算，回收率为18.5％。
表3传统方法纯化前和纯化后BPHA试剂中高价金属离子的浓度以及纯化率
由以上实施例可知，本发明提供了一种N-苯甲酰-N-苯基羟胺的纯化方法，针对实施例1～2中不同纯度的BPHA有机试剂，采用本发明的纯化方法能够达到与传统纯化方法相近的纯化率，达到纯化目的；此外，针对实施例2中同一纯度的BPHA有机试剂，进行对比实验(对比例)，结果发现，采用本发明的纯化方法和传统的纯化方法相比，回收率可以高达88％以上，而传统纯化方法的回收率不足20％，而且传统纯化方法中BPHA在沸水中的溶解过程极其缓慢，耗时耗力，而本发明的方法使用BPHA的乙醇饱和溶液进行溶解，溶解快，方法的效率高，能够实现高效纯化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种N-苯甲酰-N-苯基羟胺的纯化方法，包括以下步骤：
将N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料的乙醇饱和溶液滴加到沸水中，将所得混合体系进行结晶，得到N-苯甲酰-N-苯基羟胺纯品。
2.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述N-苯甲酰-N-苯基羟胺原料的乙醇饱和溶液与沸水的体积比为1:10～12。
3.根据权利要求1或2所述的纯化方法，其特征在于，所述滴加的速度为1～2mL/s。
4.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述沸水为沸腾超纯水。
5.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述结晶在静置条件下进行。
6.根据权利要求5所述的纯化方法，其特征在于，所述结晶的过程包括先将所述混合体系降温至室温，然后将所得体系降温至3～5℃，再进行保温。
7.根据权利要求6所述的纯化方法，其特征在于，所述保温的时间为10～12h。
8.根据权利要求1或5～7中任一项所述的纯化方法，其特征在于，完成所述结晶后，依次将所得体系进行过滤、洗涤和干燥，得到N-苯甲酰-N-苯基羟胺纯品。
9.根据权利要求8所述的纯化方法，其特征在于，所述洗涤的试剂为超纯水。
10.根据权利要求8所述的纯化方法，其特征在于，所述干燥的温度为20～30℃，时间为2.5～3.5h。
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