[发明专利]一种利用离子化液体萃取剂萃取吡啶类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学工艺领域，涉及一种离子化液体萃取剂及利用该萃取剂萃取吡啶类化合物的方法。

背景技术

吡啶类化合物是重要的化工原料和有机合成中间体，可作为溶剂，也可作为变性剂、助染剂、催化剂以及合成的起始物，广泛应用于农药、医药、合成橡胶及染料等行业。大量的工业应用产生了大量含有吡啶类化合物的废水，研究和开发废水中吡啶类化合物的萃取分离具有重要的环保意义，也是一种有效的样品前处理方法。

液-液萃取是一种成熟有效的分离方法，应用极其广泛。液-液萃取中采用的溶剂一般为二氯甲烷、石油醚、苯、醋酸丁酯等萃取剂。这些萃取剂尽管能起到较好的萃取效果，但均为易挥发、毒性大的有机溶剂，对环境和人体健康造成了极大的危害。随着人们环保意识的不断加强，越来越多的科研人员开始致力于绿色化学和清洁生产工艺技术的研究。

与传统的有机溶剂相比，离子化液体具有以下几个优势：①几乎没有蒸汽压，不易挥发，使用过程中不会造成环境污染；②热稳定性及化学稳定性好，操作安全；③液态范围宽，一般可在-100℃～300℃范围内以液态形式存在，极大的扩展了应用范围；④具有可设计性，通过改变其阴阳离子的结构可调节其对有机物、无机物、水及各类聚合物的溶解性，并且其酸度可调。用离子化液体萃取挥发性有机物时，因离子化液体无蒸汽压，热稳定性好，萃取完后可通过蒸馏提取萃取相，易于循环使用。

最早将离子化液体用于萃取研究的是美国Alabama大学的Rogers，用憎水的离子化液体[bmim][PF₆]从水中萃取苯的衍生物如甲苯，苯胺，苯甲酸，氯苯等，并研究各种萃取物在离子化液体中的分配系数(Huddlestou J G，Willauer H D，Swatloski R P.Chem.Commun.，1998：1765-1766)。

用离子化液体萃取水溶液中有机物质，表现出和其他的萃取剂相类似的一些性质。此后，众多的研究者在这方面做了大量的研究工作，将离子化液体成功的运用于水溶液中醇类、酚类、氨基酸、有机酸等的萃取分离。但是，目前应用离子化液体从水溶液中萃取有机物的最大困难在于离子化液体的流失，萃取过程中或多或少会有部分离子化液体进入到水相。离子化液体高昂的价格及对环境未知的危害使其萃取过程目前无法实现大规模工业应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种以疏水性离子化液体为萃取剂，从吡啶类化合物的水溶液中萃取吡啶类化合物的方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种利用离子化液体萃取吡啶类化合物的方法，其特征在于所述的方法是采用如式(I)所示的疏水性吡啶类离子化液体为萃取剂，从吡啶类化合物的水溶液中萃取吡啶类化合物，

其中，R₁为C_1～8的烷基，优选甲基、丁基、己基或辛基；R₂为氢或C_1～4的烷基，优选氢、甲基或乙基。

所述的吡啶类化合物为吡啶或吡啶取代物，其中取代基团可以是卤素、氨基、羧基或C_1～4的烷基。

所述的吡啶类化合物的水溶液中吡啶类化合物的含量通常为1～50mg/mL，这种浓度范

围有利于本发明对吡啶类化合物的萃取。

所述的利用离子化液体萃取吡啶类化合物的方法按照如下步骤进行：加入与吡啶类化合物水溶液的质量比为1～15∶1的疏水性吡啶类离子化液体，在萃取液pH为1～9、温度为70～120℃的条件下，搅拌萃取0.5～36小时，静置分层，分离出含有吡啶类化合物的有机相。

所述的疏水性吡啶类离子化液体与吡啶类化合物水溶液的质量比优选1～10∶1，萃取液的pH优选4～6，萃取温度优选80～100℃，萃取时间优选1～6小时。

本发明的有益效果：

现有技术中用于萃取的离子化液体多为咪唑类离子化液体，本发明首次将吡啶类离子化液体作为萃取剂用于水溶液中吡啶类化合物的萃取，一方面，吡啶类离子化液体疏水性很很强，在水溶液中的溶解度极低，极大的降低了萃取过程中离子化液体的流失，从而大幅度的节约了成本；另一方面，利用离子化液体中吡啶类阳离子与吡啶类化合物的结构相似性，极大的提高了吡啶类化合物在离子化液体中的溶解度，从而提高从水溶液中萃取吡啶类化合物的萃取效率。

本发明所使用的离子化液体为低碳链吡啶类离子化液体，其熔点略高于高碳链吡啶类离子化液体，易通过降温的方式使之析出，回收，进一步节约成本。