[发明专利]一种邻菲罗啉衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种邻菲罗啉衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

贵金属钯具有特殊的结构，对氢气和氧气有特殊的吸附能力，因此，在工业催化领域占有无法取代的地位。

钯除了具有优良的催化活性之外，在很宽的温度范围内能保持化学惰性且具有熔点高、耐摩擦、耐腐蚀、延展性强、热电稳定性强等特性，被广泛应用于国民工业的各个领域。

目前，我国钯资源储量有限，产量很低，远远不能满足现代化学工业的需要，大部分依赖进口，且价格昂贵。现有技术中，钯金属的制备与来源主要通过以下三个途径：

(1)天然含钯矿产资源的利用；

(2)从铜镍硫化矿副产品中对钯进行回收利用；

(3)工业废气钯催化剂等含钯二次资源的回收利用。

通过这三种途径获得的钯等金属资源有限，且随着钯资源损耗的增加，难以实现可持续利用。

镍是银白色金属，具有磁性和良好的可塑性，延展性良好，中等硬度，有好的耐腐蚀性，主要用于合金及用作催化剂。

近年来核电由于能量密度大、污染少，不会排放造成温室效应气体而得到蓬勃发展，然而核电运行当中会不可避免地产生乏燃料。乏燃料后处理所产生的高放废液(HLLW)，是一种高酸性、高放射性和高毒性的混合溶液，钯的半衰期为6.5×10⁶年，放射性周期长、危害大且含量高，如果能够进行实现回收利用，意义重大。

发明内容

本发明提供了一种邻菲罗啉衍生物及其制备方法和应用，合成的邻菲罗啉衍生物与载体复合作为吸附剂，能够从酸性水相中吸附分离钯，选择性高，操作简单，分离效率高，适用于工业上分离回收贵金属钯。

一种邻菲罗啉衍生物，如结构式Ⅱ所示：

本发明还提供了一种所述的邻菲罗啉衍生物的合成方法，包括：

步骤1，将如结构式Ⅲ所示的化合物Ⅲ溶于四氢呋喃中，得到混合溶液；

步骤2，将混合溶液、如结构式Ⅳ所示的化合物Ⅳ、三乙胺混合后，搅拌回流反应直至原料反应完全，经后处理，得到如结构式II所示的化合物II。

化合物II的名称为：2,9-二(5,9,9-三甲基-5,6,7,8-四氢-5,8-亚甲基苯并[e](1,2,4-三嗪-3-基))-2,2'-1,10邻啡罗啉，简称：CA-BOPhen。

为了保证合成效率，优选地，化合物III和化合物Ⅳ的质量比为1：1～2。

步骤2中的三乙胺作为催化剂，促进反应的进行，步骤2中，在搅拌状态下，将化合物Ⅳ和三乙胺(TEA)加入混合溶液中，搅拌回流反应至少7天，利用TLC跟踪反应直至原料耗尽后停止反应。

为提高原料的利用率，降低后处理的复杂程度，优选地，化合物III与四氢呋喃的用量比为1g：50～60mL。化合物Ⅳ与三乙胺的用量比为1g：5～6mL。

为了得到纯度较高的产物，优选地，步骤2中的后处理包括：

依次对反应产物进行过滤旋蒸，以乙酸乙酯和石油醚的混合溶液作为展开剂，利用硅胶柱色谱分离技术进行分离纯化，纯化产物经真空干燥得到化合物II。

作为优选，乙酸乙酯和石油醚的混合溶液中，乙酸乙酯和石油醚的体积比为2～3：1。

作为优选，真空干燥的温度为80～90℃。

本发明提供的化合物II对钯元素具有很好的吸附作用，本发明基于这种吸附作用，还提供了一种吸附分离钯的方法，包括如下步骤：将吸附剂与含有多种金属离子的硝酸水溶液混合，硝酸水溶液中的钯离子被吸附剂吸附分离，所述吸附剂由如结构式II所示的化合物负载在载体上制成。

所述硝酸水溶液中含有Pd(Ⅱ)和其他金属离子，其他金属离子为Ni(Ⅱ)、Li(I)、Na(I)、K(I)、Rb(I)、Cs(I)、Ca(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)、Sr(Ⅱ)、Ba(Ⅱ)、Nd(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、La(Ⅲ)、Ru(Ⅲ)、Yb(Ⅲ)、Y(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Zr(Ⅳ)、Mo(Ⅵ)中的至少一种。

本发明合成的邻菲罗啉衍生物与载体复合作为吸附剂，能够从酸性水相中吸附分离钯，选择性高，操作简单，分离效率高，适用于工业上分离回收贵金属钯。

附图说明

图1为实施例1中化合物CA-BOPhen的核磁表征图谱；

图2为实施例1中化合物CA-BOPhen的¹³C NMR谱图；

图3为实施例1中化合物CA-BOPhen的MSI-MS表征图谱；