- 液液萃取化工基礎(chǔ)
- 戴猷元編著
- 899字
- 2020-05-19 16:52:29
4.3.2 絡(luò)合萃取的萃合物結(jié)構(gòu)
早在1954年,Barrow和Yerger[10]在研究三乙胺的四氯化碳溶液或氯仿溶液萃取醋酸時(shí),采用紅外光譜數(shù)據(jù)推證出(2:1)和(1:1)型的酸-胺絡(luò)合物的存在。他們發(fā)現(xiàn)第一個(gè)醋酸分子與胺形成(1:1)離子締合型萃合物后,其COO-基團(tuán)中共軛的—C—O基團(tuán)可以與第二個(gè)醋酸分子上的—OH基團(tuán)以氫鍵締合,從而形成(2:1)萃合物,其結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。

圖4-3 醋酸與叔胺生成的(2:1)萃合物(HA)2B
其他研究者[11~14]對(duì)于另一些體系的研究結(jié)果也提出了類(lèi)似的鍵合結(jié)構(gòu)。Tamada等[15]的研究結(jié)果表明,對(duì)醋酸-三癸胺(四氯化碳)萃取體系的紅外光譜研究表明,絡(luò)合萃取中存在(3:1)結(jié)構(gòu)的萃合物,如圖4-4所示。

圖4-4 醋酸與叔胺生成的(3:1)萃合物(HA)3B
此外,King等[5]提出二元酸與胺生成(1:2)和(2:2)萃合物的構(gòu)型。圖4-5和圖4-6是富馬酸與叔胺生成萃合物的構(gòu)型。

圖4-5 富馬酸與叔胺生成的(1:2)絡(luò)合物(HA)B2

圖4-6 富馬酸與叔胺生成的(2:2)絡(luò)合物(HA)2B2
研究者們還發(fā)現(xiàn),在極性稀釋劑(用D表示)存在時(shí),如果稀釋劑同絡(luò)合物之間有很強(qiáng)的相互作用時(shí),可以出現(xiàn)如下的萃合物結(jié)構(gòu):
(4-8)
例如,對(duì)于醋酸-三乙胺(氯仿)體系,King等[16]的研究表明,當(dāng)酸胺濃度配比達(dá)到一定程度時(shí),可能生成如圖4-7所示的萃合物:

圖4-7 氯仿同(1:1)醋酸-三乙胺絡(luò)合物作用生成(1:1:1)型萃合物
從以上的研究結(jié)果可以看出,研究者們一般認(rèn)為胺類(lèi)絡(luò)合劑與待萃取極性有機(jī)物之間是以離子締合的形式鍵合的,而待萃取的極性有機(jī)物之間,以及待萃取極性有機(jī)物與稀釋劑之間的鍵合則是通過(guò)氫鍵締合作用實(shí)現(xiàn)的。
此后,Tamada等[15]對(duì)同一萃取體系進(jìn)行紅外光譜分析的結(jié)果表明,羧酸基團(tuán)上的質(zhì)子通常是傳遞給胺類(lèi)絡(luò)合劑的,從而形成一個(gè)由季銨陽(yáng)離子與羧酸根陰離子組成的有機(jī)離子對(duì),但是也會(huì)出現(xiàn)例外。戴猷元等[17~19]在研究胺類(lèi)絡(luò)合劑負(fù)載有機(jī)羧酸的紅外光譜時(shí)發(fā)現(xiàn),紅外譜圖中波數(shù)為1700~1780cm-1處出現(xiàn)的特征峰與波數(shù)為1550~1620cm-1處出現(xiàn)的COO-特征峰,在大多數(shù)情況下幾乎同時(shí)存在。為解釋這一現(xiàn)象,戴猷元等提出了胺類(lèi)絡(luò)合劑萃取有機(jī)羧酸時(shí)形成(1:1)型萃合物的兩種結(jié)構(gòu),即如圖4-8所示的離子締合成鹽結(jié)構(gòu)和圖4-9所示的氫鍵締合結(jié)構(gòu)。

圖4-8 離子締合成鹽結(jié)構(gòu)的(1:1)萃合物

圖4-9 氫鍵締合結(jié)構(gòu)的(1:1)萃合物
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