什么是中性萃取剂


  中性萃取剂可细分为中性含氧萃取剂、中性含磷萃取剂、中性含硫萃取剂及酰胺类萃取剂。

  中性含氧萃取剂

  中性含氧萃取剂主要是指醇(ROH)、醚 (ROR′)、酮 (RCOR′) 和酯 (RCOOR′)类化合物。萃取剂配位体氧原子的电子密度和分子的偶极矩是决定这类萃取剂萃取能力的主要因素。因此,它们的萃取能力随着其路易斯碱性的增强而增大。在醇、醚、酮、酯四类化合物中,只有醇分子中含有-OH。由于-OH的存在,使得醇分子间生成氢键而发生自身的缔合作用,具有比其他三类中性萃取剂都高的沸点。中性含氧萃取剂都含有氧原子,故它们可以与水分子发生氢键缔合作用,在水中有 一定的溶解度。醇、醚、酮和酯在浓的强酸中能生成盐,这类盐阳离子不仅可与无机酸根结合,也可以与金属配阴离子结合,使其能萃取许多物质。这类萃取剂能萃取金属的更主要原因是它们可与金属生成配合物进入有机相而被萃取。 [1]

  中性含磷萃取剂

  中性含磷萃取剂是指正磷酸分子中 三个羟基完全被酯化或被取代后的化合物。凡是烃基直接与磷原子相连者,即凡具有碳磷键 (C-P)的称为膦某,而凡不含碳磷键者,则称为磷某。在这类萃取剂上含有磷酰基(≡P=O),它是起萃取作用的官能团。

  中性含磷萃取剂与水分子缔合而生成缔合物,又因磷酰基氧原子也能提供孤对电子与质子结合生成盐。中性含磷萃取剂形成的离子能与金属配阴离子结合成为盐而萃取进入有机相。这类萃取剂还可通过磷酰基的氧原子与金属配位,形成中性配合物而被萃取入有机相。因为磷酸酯的稳定性比膦酸脂差,当这类萃取剂长时间与无机酸接触时会发生水解反应。各类无机酸对中性含磷萃取剂水解反应影响的大小顺序是HI>HBr>HCl>HNO3>H2SO4;此外,随着温度及溶液中酸的浓度增高,这类萃取剂的水解速度变大。在中性含磷萃取剂中,随着分子中烷氧基的减少,烷基的增加,萃取能力增加的次序为: (RO)3PO <RPO(OR)2<R2P (O) OR<R3PO。烷基的空间效应对该类萃取剂的萃取能力也有影响,一般在烷基碳原子数目相同的萃取剂中,随着支链的增加,空间位阻增大,萃取能力明显下降。 [1]

  中性含硫萃取剂

  中性含硫萃取剂对一些贵金属有很强的萃取能力,而对它们的选择萃取性能也较好。根据皮尔逊(Pearson)的硬软酸碱原理,萃取剂中作为电子给予体的硫是软碱,而汞、铂、钯、金、银、铊、碲等作为电子接受体则是软酸,按硬软酸碱原则中硬亲硬,软亲软的规律,含硫类萃取剂可与贵金属形成稳定的配合物而被萃取入有机相。因此,中性含硫萃取剂为贵金属分离的特效萃取剂。 [1]

  酰胺类萃取剂

  这类萃取剂最重要的是取代酰胺。酰胺分子中氨基—NH2上氢原子被烃基取代后的化合物称为取代酰胺。取代酰胺中的氨基不呈碱性,这是由于分子中氮原子孤电子对与羰基=C=O中的π电子形成一个p-π共轭体系;加之氧的负电性较大,从而使氮原子的电荷密度降低,而羰基氧原子的电荷密度升高,因此,这类有机化合物都是中性的化合物。

  取代酰胺分子中的羰基氧原子对氢离子或金属离子具有较强的配位能力,因此,其配位能力比酮强,比中性含磷萃取剂弱。氧原子上电荷密度增加的顺序是RCOR<RCONR′2<(RO)3PO,萃取能力的顺序也是如此。在酰胺分子的氮原子上有两个氢,氢键缔合能力较强,故它的水溶性较好,熔点较高,但取代酰胺由于失去了氢键缔合能力,其水溶性较差,化学稳定性好,这也是一类较好的萃取剂。

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