我国铜矿资源丰富,但高品位铜矿日益减少,对低品位、复杂多组分铜矿的高效分离与综合利用已成为解决我国铜资源短缺的有效途径。利用萃取分离技术,在酸性稀溶液中实现铜与其他离子的高效分离的湿法冶铜工艺成为冶铜技术的主流。因此高效铜萃取剂的开发具有重要意义。本文首先探索含有羟基肟单元的新结构分子的合成研究。以双咪唑盐离子液体为催化剂,对-甲基(氟、氯)苯甲醛为反应底物,利用N-杂环卡宾催化机理催化安息香缩合反应合成关键中间体取代α-苯偶姻,再与盐酸羟胺反应肟化,经梯度淋洗柱层析制得反式化合物,对-甲基取代α-苯偶姻肟、对-氟取代α-苯偶姻肟、对-氯取代α-苯偶姻肟,收率分别为42%、51%、54%。产物采用核磁共振氢谱进行表征。运用紫外光谱研究了α-苯偶姻肟类化合物对铜离子的响应,结果表明:当在反式化合物中加入1当量的铜离子后,在峰值300nm、350nm和450nm处产生了新的吸收峰,形成了稳定的螯合物。与包括Na+, K+, Ag+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Pb2+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Fe3+和Al3+等金属离子作用的紫外吸收光谱无变化,对铜有极好的选择性。Job’s Plot工作曲线显示与铜结合比是1:1。研究了含有羟基肟单元的此类化合物萃取铜的性能。以有机物与铜离子摩尔比为1:1配制萃取两相,相比1:1混合进行萃取实验,测定不同pH值下的萃取率,试验结果表明:随着pH值的升高,它们的萃取率增大,当pH=5时,萃取率分别为12%、34%、28%、16%,萃取能力顺序为甲基取代>氟取代>氯取代>无取代。此类化合物和通常使用的商业萃取剂(如M5640)相比,它们的萃取能力较低,原因可能是:①分子结构太规整,亲油性取代基团少,油溶性较差②活性基团周围的空间位阻较大,机构弹性较小,限制了它们的萃取能力。但同时也使它们对铜具有极强的选择性,可做为有潜力的选择性化学传感器。通过增长碳链等改造,提高其油溶性,也有成为特效萃取剂的潜在价值。研究采用4-特辛基酚、乙酰氯、三氯化铝、盐酸羟胺、异辛酸为原料,以四氯乙烷为溶剂,经三步反应合成了2-羟基-5-特辛基苯乙酮肟,其可作为商业铜萃取剂的活性成分与醛肟复配形成高效萃取剂。关键步骤Fries重排的优化合成条件为:溶剂为四氯乙烷,n(AlCl3):n(4-特辛基酚)=1.2:1,反应温度为120℃,反应时间为6h。该条件下合成2-羟基-5-特辛基苯乙酮的产率为90.8%,液相色谱纯度为89.2%。比较了乙酸-(4-壬基)-苯酯与乙酸-(4-特辛基)-苯酯的重排反应,结果表明位阻较大的取代基有利于抑制重排副反应的发生,明显减少产物中的杂质。