[科普中国]-萃取剂

分类

萃取剂的种类繁多，没有统一的分类方法。鉴于它是一类有机化合物，因此，通常根据质子理论按有机化合物酸碱性的划分，分为中性萃取剂，酸性萃取剂和碱性萃取剂；此外，有一类萃取剂多数为质子酸，通常具有螯合剂的性质故归属为螯合萃取剂。

醇、醚、酮、酯、酰胺、硫醚、亚砜和冠醚等中性有机化合物属中性萃取剂。在这一类的酯中还包括羧酸酯（如乙酸乙酯）和磷（膦）酸脂（如磷酸三丁脂），它们在水中一般都呈中性。

羧酸、磺酸和有机磷（膦）酸等属酸性萃取剂，它们在水中呈现酸性，可电离出氢离子。

伯胺、仲胺、叔胺和季胺等属碱性萃取剂，这些有机胺在水中能加合氢离子，显示碱性，其碱性一般强于无机氨，而季胺则有强碱性质。

螯合萃取剂是一类在萃取剂分子中同时含有两个或两个以上配位原子（或官能团），可与中央离子形成螯环的有机化合物。如羟肟类化合物的分子中同时含有羟基（-OH）和肟基（=NOH）。再如8-羟基喹啉及其衍生物（Kelex100等）的分子中，同时含有酸性的酚羟基和碱性的氮原子。1

性能萃取剂的性能是由其结构决定的，作为萃取剂的有机试剂必须具备两个条件：(1)萃取剂分子中至少有一个功能基，通过它与金属离子结合生成萃合物，常见的萃取功能基是O、N、P、S等原子。这些原子都有孤对电子，是电子给予体，也叫做配位原子。在萃取剂中以氧原子为功能基的最多；(2)萃取剂分子中必须有相当长的碳链或苯环，长的碳链或苯环使萃取剂及萃合物具有易溶于有机相而难溶于水相的性质。但碳链过长，会使萃取剂的粘度增大或成为固体，而不宜用作萃取剂。萃取剂的相对分子质量 一般在350～500的范围内。1

中性萃取剂中性萃取剂可细分为中性含氧萃取剂、中性含磷萃取剂、中性含硫萃取剂及酰胺类萃取剂。

中性含氧萃取剂中性含氧萃取剂主要是指醇(ROH)、醚 (ROR′)、酮 (RCOR′) 和酯 (RCOOR′)类化合物。萃取剂配位体氧原子的电子密度和分子的偶极矩是决定这类萃取剂萃取能力的主要因素。因此，它们的萃取能力随着其路易斯碱性的增强而增大。在醇、醚、酮、酯四类化合物中，只有醇分子中含有-OH。由于-OH的存在，使得醇分子间生成氢键而发生自身的缔合作用，具有比其他三类中性萃取剂都高的沸点。中性含氧萃取剂都含有氧原子，故它们可以与水分子发生氢键缔合作用，在水中有 一定的溶解度。醇、醚、酮和酯在浓的强酸中能生成盐，这类盐阳离子不仅可与无机酸根结合，也可以与金属配阴离子结合，使其能萃取许多物质。这类萃取剂能萃取金属的更主要原因是它们可与金属生成配合物进入有机相而被萃取。1

中性含磷萃取剂中性含磷萃取剂是指正磷酸分子中 三个羟基完全被酯化或被取代后的化合物。凡是烃基直接与磷原子相连者，即凡具有碳磷键 (C-P)的称为膦某，而凡不含碳磷键者，则称为磷某。在这类萃取剂上含有磷酰基(≡P=O)，它是起萃取作用的官能团。

中性含磷萃取剂与水分子缔合而生成缔合物，又因磷酰基氧原子也能提供孤对电子与质子结合生成盐。中性含磷萃取剂形成的离子能与金属配阴离子结合成为盐而萃取进入有机相。这类萃取剂还可通过磷酰基的氧原子与金属配位，形成中性配合物而被萃取入有机相。因为磷酸酯的稳定性比膦酸脂差，当这类萃取剂长时间与无机酸接触时会发生水解反应。各类无机酸对中性含磷萃取剂水解反应影响的大小顺序是HI>HBr>HCl>HNO3>H2SO4;此外，随着温度及溶液中酸的浓度增高，这类萃取剂的水解速度变大。在中性含磷萃取剂中，随着分子中烷氧基的减少，烷基的增加，萃取能力增加的次序为： (RO)3PO