3.9.2 酚类有机物对醇类稀溶液的络合萃取
酚类物质的Lewis酸性强,它与醇类具有较强的作用力[89]。Arenson等[90]用甲酚对乙醇稀溶液进行了萃取研究。研究发现,用甲酚萃取乙醇的分配系数D可达到2以上。Cockrem等[87]在进行正丁醇稀溶液的萃取研究时发现,酚类络合萃取所提供的分配系数D值较高,但对丁醇及水的选择性较低。Arenson等[91]用络合剂甲酚对丁醇异构体进行了萃取研究,获得了较高的分配系数。研究还发现,分配系数与溶剂(辛烷)中的酚的浓度成正比,说明甲酚与丁醇的作用是萃取中的决定因素。另外,酚类的水中溶解度较大,限制了它的应用。
齐江[88]选择Lewis酸性较强的邻甲酚(pKa为10.20)、间甲酚(pKa为10.01)、对甲酚(pKa为10.17)、邻氯酚(pKa为8.49)、间氯酚(pKa为8.85)和对氯酚(pKa为9.18)作为络合剂,四氯化碳作为稀释剂分别对乙醇稀溶液和丁醇稀溶液进行系统的萃取实验研究。
典型的酚类络合萃取剂对乙醇、丁醇稀溶液的萃取平衡关系表明,萃取剂中酚类络合剂含量越高,相同水相平衡浓度下乙醇、丁醇的分配系数越大;随平衡水相乙醇、丁醇浓度的增高,分配系数略有下降;氯酚对乙醇、丁醇的萃取效果好于甲酚对乙醇、丁醇的萃取效果。
利用双对数坐标法处理的结果表明,邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻氯酚、间氯酚和对氯酚的四氯化碳溶液萃取乙醇或丁醇稀溶液时形成萃合物的萃合比均为1:1。表3-18列出了根据实验数据拟合的不同萃取剂体系的K11值。十分明显,氯酚类络合剂的Lewis酸性大于甲酚类络合剂的Lewis酸性,因此,氯酚类络合萃取剂的萃取平衡常数大于甲酚类络合萃取剂的萃取平衡常数。另外,由于萃取剂空间效应的影响,对位取代酚类络合萃取剂的萃取平衡常数相对较大。拟合计算表明,各种络合萃取剂萃取乙醇、丁醇的分配系数的实验值与计算值吻合良好。
表3-18 各种络合萃取剂萃取乙醇、丁醇的K11值