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新規なホスホン酸アミド化合物、その製造方法及び用途

国内特許コード P110003280
整理番号 A051P338
掲載日 2011年6月17日
出願番号 特願2003-573006
登録番号 特許第4151842号
出願日 平成15年3月3日(2003.3.3)
登録日 平成20年7月11日(2008.7.11)
国際出願番号 JP2003002422
国際公開番号 WO2003074538
国際出願日 平成15年3月3日(2003.3.3)
国際公開日 平成15年9月12日(2003.9.12)
優先権データ
  • 特願2002-057419 (2002.3.4) JP
発明者
  • 牧岡 良和
  • 林 輝幸
  • 田中 正人
  • 韓 立彪
出願人
  • 独立行政法人産業技術総合研究所
発明の名称 新規なホスホン酸アミド化合物、その製造方法及び用途
発明の概要

希土類金属イオンを簡単な操作で効率良く抽出することが出来る希土類金属イオンの抽出方法と、そのためのより効果的な抽出剤を提供すること。
一般式[1]

(式中、Rは置換基を有していても良いアルキル基、同シクロアルキル基、同アルケニル基、同シクロアルケニル基、同アルキニル基、同アリール基、同アラルキル基又は同複素環式基を示し、Rは水素原子、置換基を有していても良いアルキル基、同シクロアルキル基、同アルケニル基、同シクロアルケニル基、同アリール基、同アラルキル基又は同複素環式基を示す。Rは水素原子、置換基を有していても良いアルキル基、同シクロアルキル基、同アルケニル基、同シクロアルケニル基、同アリール基、同アラルキル基又は同複素環式基を示す。また、式中の2つのRが一緒になってアルキレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を形成していても良い。)で表されるホスホンアミド化合物、その製造方法、及び該化合物を含んでなる、希土類金属イオンの抽出剤、並びに該化合物を用いた同抽出方法。

従来技術、競合技術の概要
希土類元素(スカンジウム、イットリウム及び15種類のランタノイド元素の総称)は、磁石、ハードディスクの研磨剤、水素二次電池、排ガス処理触媒、MRI造影剤等の重要な材料の構成元素として大量に利用されている。これらの元素は鉱石であるモナザイトやバストネサイト、ゼノタイムから分離精製される他、前記の材料からも分離回収されている。
【0003】
従来の希土類元素の分離方法としては、(1)イオン交換法、(2)沈澱法、及び、(3)溶媒抽出法が知られている。このうち、(3)の溶媒抽出法は、大量の希土類元素を連続して分離することが可能であることから、これらの中では最も効果的な分離方法であると言える。
【0004】
前記の溶媒抽出法においては、希土類元素を含む水溶液を抽出剤又は抽出剤を含む水溶液と接触させ、該元素を水層から有機層へ移動させることにより希土類元素の分離を行うことができる。該抽出剤としては、「レアメタル事典」(堂山昌男監修、株式会社フジ・テクノシステム社発行、1991年)251頁に記述されているジアルキルホスホン酸やカルボン酸等の酸性化合物、及び「希土類元素の化学」(N.E.Topp著、塩川二朗、足立吟也訳、化学同人発行、1974年)21頁に記述されているリン酸エステル等の中性化合物が一般に広く知られており、また、利用されている。
【0005】
しかしながら、前記の酸性化合物は、希土類元素を含む水溶液と接触することにより水溶液中に水素イオンを放出し、該水溶液の性質、特に該水溶液中の水素イオンの濃度を大きく変化させる。このことが、前記の、希土類元素を水層から有機層へ移動させる効率を大きく低下させる原因ともなっていた。
【0006】
一方、これまでに知られている前記の中性化合物は、希土類元素の水層から有機層への移動効率が本来的に低いという問題を有していた。
産業上の利用分野
本発明は、希土類金属イオンの抽出剤等として有用な新規なホスホン酸アミド化合物とその製造方法、並びに該化合物を用いた、希土類金属イオンを含む水溶液からの希土類金属イオンの抽出方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 一般式[1]
【化学式1】
(式中、Rは置換基を有していても良いアルキル基、同シクロアルキル基、同アルケニル基、同シクロアルケニル基、同アルキニル基、同アリール基、同アラルキル基又は同複素環式基を示し、Rは水素原子、置換基を有していても良いアルキル基、同シクロアルキル基、同アルケニル基、同シクロアルケニル基、同アリール基、同アラルキル基又は同複素環式基を示す。Rは水素原子、置換基を有していても良いアルキル基、同シクロアルキル基、同アルケニル基、同シクロアルケニル基、同アリール基、同アラルキル基又は同複素環式基を示す。また、式中の2つのRが一緒になってアルキレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を形成していても良い。)で表されるホスホン酸アミド化合物を含んでなる、希土類金属イオンの抽出剤。
【請求項2】 一般式[1]
【化学式2】
(式中、Rは置換基を有していても良いアルキル基、同シクロアルキル基、同アルケニル基、同シクロアルケニル基、同アルキニル基、同アリール基、同アラルキル基又は同複素環式基を示し、Rは水素原子、置換基を有していても良いアルキル基、同シクロアルキル基、同アルケニル基、同シクロアルケニル基、同アリール基、同アラルキル基又は同複素環式基を示す。Rは水素原子、置換基を有していても良いアルキル基、同シクロアルキル基、同アルケニル基、同シクロアルケニル基、同アリール基、同アラルキル基又は同複素環式基を示す。また、式中の2つのRが一緒になってアルキレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基を形成していても良い。)で表されるホスホン酸アミド化合物を抽出剤として用いることを特徴とする、希土類金属イオンを含む水溶液からの希土類金属イオンの抽出方法。
【請求項3】 有機溶媒を用いて抽出する請求項2に記載の抽出方法。
【請求項4】 有機溶媒が、水と完全には混和しない有機溶媒である請求項3に記載の抽出方法。
【請求項5】 希土類金属イオンを含む水溶液と、一般式[1]に記載のホスホン酸アミド化合物及び水と完全には混和しない有機溶媒とを混合、接触させて、該金属イオンを有機溶媒層に移行させる、請求項2に記載の抽出方法。
【請求項6】 請求項5に記載の抽出方法により希土類金属イオンを抽出してなる有機溶媒層を、水と混合、接触させて該金属イオンを水層に移行させることを特徴とする、希土類金属イオンの逆抽出方法。
【請求項7】 混合、接触させる水が弱酸性ないし酸性の水である請求項6の逆抽出方法。
産業区分
  • 有機化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003573006thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 単一分子・原子レベルの反応制御 領域
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