化合物简介

羟肟酸类化合物是一类对金属离子具有高效选择性的典型螯合剂。由于其分子结构中具有含孤对电子的氧和氮并且位置相互靠近，使它能与金属离子螯合生成稳定的螯合物。这样的特殊结构，使得羟肟酸类化合物已被广泛用于金属氧化矿的浮选、溶剂萃取、废水处理以及医药等领域。

化合物的性质

羟肟酸类化合物主要包括羟肟酸和羟肟酸高分子两大类，其中羟肟酸高分子又包括线型羟肟酸高分子和具有三维交联结构的羟肟酸螯合树脂。羟肟酸具有羟肟酸和氧肟酸两种互变异构体，故也称为氧肟酸或异羟肟酸。这两种互变异构体同时存在，不可分离，通常以氧肟酸的形式为主。

羟肟酸可以看做是羧酸的衍生物，它的酸性比相应的羧酸弱。在酸性介质中，羟肟酸易水解呈羟氨和羧酸。羟肟酸高分子同时含有羰基和肟基，其中的肟基存在着位置相互靠近的氧和氮，并且这两种原子带有孤对电子，使羟肟酸高分子具有较强的螯合能力。能与Pb2+、Co2+、Ti4+、La3+、Ta5+等过渡金属离子发生螯合作用，形成稳定的多元环金属螯合物。

羟肟酸类化合物的这些性质，使其在许多领域都有广泛的应用，如羟肟酸在医药中用作抗肿瘤药物；在金属氧化矿物中的浮选用作捕收剂；在冶金中，线型羟肟酸高分子可以用作絮凝剂和沉淀剂等，羟肟酸高分子可用作有色金属萃取剂，羟肟酸螯合树脂则可用作吸附剂。

化合物的合成

有关羟肟酸的合成方法的报道已有许多，常用的方法有羟胺法、硝基烷烃重排法、胺类氧化法、硝基烷烃还原法和亚硝基化合物与醛反应制取法等。高分子化学改性法是国内外合成羟肟酸高分子聚合物最常用的方法，主要是以聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈等高分子为骨架进行羟肟化改性，引入羟肟酸配位基。近年来也有一些单体聚合法制备羟肟酸高分子的报道。

羟肟酸的合成方法

1.羟胺法

羟胺法分为羟胺的游离和羟肟化两步反应。根据羟肟化原料的不同，可以分为：羟胺-酯法、羟胺-酰氯法和羟胺羧酸法。反应可以看成在碱性条件下，羧酸或其衍生物R—CO—L（L为OH、Cl、OR 等）与羟胺发生肟化反应。对反应进行热力学和动力学的理论分析可得，羟胺与羧酸或羧酸衍生物的反应活性为：酰氯>酯>羧酸。但在实际生产中，因羟胺-酰氯法对设备和反应条件要求高而受到一定的限制。主要采用的是羟胺-酯法。

2. 硝基烷烃重排法

硝基烷烃重排法可分为浓硫酸重排法和光电重排法。两种重排法都是通过一定的外界条件，使硝基烷烃发生异构重排，得到羟肟酸。这种方法的优点在于原料来源广、成本低，并且避免使用羟胺，因此大大降低了成本。

3. 酰胺氧化法

以H2O2 和FeCl3 为氧化剂氧化某些酰胺化合物可制得羟肟酸，但乙酰胺、丙酰胺和草酸酰胺除外。此法对原料的要求较高，一直处于实验室研究阶段。

4. 硝基烷烃还原法

硝基脂肪酸酯可在醇介质下，以氯化铵和锌粉为还原剂，还原成羟肟酸，产率可以达到85%。

5. 亚硝基化合物与醛反应制取法

亚硝基化合物和醛在酸催化下，以水为介质，发生亲核取代反应生成羟肟酸，可以获得95%的高转化率。