水杨羟肟酸的应用

背景及概述^[1-2]

水杨羟肟酸呈浅褐色结晶，能升华。其在空气中逐渐渐变红，易溶于乙醇和乙醚，溶于热乙酸，微溶于水。水杨羟肟酸是一种对稀有金属氧化矿物具有高效螯合作用的捕收剂，应用于稀有金属选矿具有选择性好，捕收力强等优点。目前，水杨羟肟酸的工业生产方法为羟胺法，它是由水杨酸甲酯与盐酸羟胺或硫酸羟胺，在碱性条件下，发生肟化反应得到水杨羟肟酸盐，然后通过浓硫酸酸化得到最终产品水杨羟肟酸。

应用^[2-5]

水杨羟肟酸主要用做稀土矿、氧化铜矿、氧化铅锌矿、金矿、高岭土等的捕收剂或萃取剂以及有机合成中间体等。由于其特殊的结构及相应的物化性能，水杨羟肟酸还作为一类重要的金属络合剂，由于羟肟酸属于弱质子供体，因此它在酶抑制剂、铁载体蛋白、DNA切割、金属核酸酶、药物传输体系等方面也有应用。

（1）在矿物浮选中的应用

羟肟酸因其能在矿物表面与矿物金属离子稳定螯合而被广泛应用于矿物的浮选，最早由德国的波帕勒提出，并将其应用于矿物浮选中。在浮选分离实践中，羟肟酸常被用作稀土、钨矿、锡石等矿物的捕收剂，其浮选指标较传统的脂肪酸类捕收剂有很大地改善。羟肟酸浮选稀土矿时，通常以“O、O”螯合的方式与稀土金属离子形成稳定的五元环螯合物。通过研究水杨羟肟酸作捕收剂时0—20微米钛铁矿的浮选性能，与苯乙烯膦酸相比，水杨羟肟酸具有用量少、选择性高等优点。分选混合矿时，浮选效果与苯乙烯膦酸相似，精矿品位有所提高。

水杨羟肟酸离子在钛铁矿表面的吸附动力学符合准一级动力学方程。酸性及中性条件下，水杨羟肟酸离子在矿物表膜中的扩散是吸附过程的控制性步骤；而碱性条件下，矿物表面活性质点在矿物表膜中的扩散则是吸附过程的控制性步骤。低温下，药剂吸附符合Freunlich模型；温度升高时，吸附等温线遵守Langmuir单分子层吸附模型。吸附过程的ΔG随温度上升而降低，但随药剂浓度的增加而增加。平均吸附能结果表明，药剂在温度低时属于离子交换吸附模式，但在温度升高时属于化学反应吸附模式。结论水杨羟肟酸在钛铁矿表面的吸附规律受矿浆温度、pH及药剂浓度的影响较大，在生产实践中可通过改变上述条件来优化钛铁矿的浮选指标。

（2）羟肟酸对过渡金属配合物的催化氧化

羟肟酸金属配合物的晶体结构类似于杯芳烃，能形成类似于金属卟啉的平面四方形配合物。自从报道了羟肟酸过渡金属配合物的二氧亲和性和催化环氧化性能之后，羟肟酸过渡金属配合物越来越受到人们的关注。有研究在轻质多孔基体表面复合纳米钛晶体膜，制备成一种可漂浮于液相中并可循环利用的新型光催化材料。以含羟肟酸类浮选捕收剂的模拟废水为研究对象，研究了焙烧温度、负载次数、废水初始浓度以及pH等因素对材料光催化活性的影响。结果表明，负载5次，在700℃下焙烧2h，可得到光催化性能优异的新型光催化材料。对浓度为30mg/L的水杨羟肟酸捕收剂光降解3h，降解率可达83.47%。循环使用10次后，仍可保持良好的光催化活性。

制备^[2]

水杨酸甲酯的不饱和羰基受亲核试剂羟胺的进攻，羟胺中N的弧对电子攻击羰基打开Л键，使氧容纳一个电荷，接着-OCH3离去，生成水杨羟肟酸，其反应如下：

主要参考资料

[1] CN201810267311.2一种水杨羟肟酸的制备方法

[2] 水杨羟肟酸合成工艺的改进

[3] 羟肟酸型表面印迹材料的制备及其识别特性研究

[4] 水杨羟肟酸捕收剂光催化降解研究

[5] 水杨羟肟酸在钛铁矿表面的吸附特性研究