【背景及概況】[1][2]
砷是動物生長所必須的微量元素，動物缺少砷時，其生育狀況會受到影響，給人類提供的肉、蛋、奶等產(chǎn)量和質(zhì)量也會下降，如仔雞氨基酸吸收下降、母豬受孕率降低、山羊產(chǎn)奶量下降等。而有機(jī)胂，如阿散酸等作為優(yōu)良的含胂飼料添加劑，不僅低毒、易排出，對肉質(zhì)和人類的健康幾乎沒有影響，能促進(jìn)肉類家畜的生長的同時（增重），還可以起到抗菌（預(yù)防腹瀉和痢疾等）、抗寄生蟲、提高產(chǎn)蛋率和飼料利用率，改善禽畜產(chǎn)品的外觀質(zhì)量等作用。上世紀(jì)50年代，美國幾乎所有大中型飼料廠都使用有機(jī)胂作為飼料添加劑。有機(jī)胂中的偶氮胂類化合物（如偶氮胂—III）可以作為優(yōu)良的指示劑，對鋯、釷、鈾等離子等具有顯示效果好、靈敏度高的特點(diǎn)，能檢出低濃度的鋯離子，在分析化學(xué)中占有很重要的地位。有機(jī)胂同時也作為一類優(yōu)良的抗腫瘤類藥物，在醫(yī)藥合成領(lǐng)域也越來越引起重視。
芐基胂酸在錫石、黑鎢礦和稀土礦的浮選中作為捕收劑，也是浮選多種金屬氧化礦的捕收劑。為我國首創(chuàng)的黑鎢和錫石細(xì)泥有效捕收劑。
【特性】[2]
灰白色粉末，無臭，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不潮解；溶于熱水或堿性溶液，能和多種金屬離子形成難溶性化合物。工業(yè)品的芐基胂酸是白色粉末，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 80% 以上，含有少量氯化鈉、硫酸鈉等無機(jī)鹽，含無機(jī)砷 1% 以下。芐基胂酸在水中呈弱酸性，分步電離產(chǎn)生 H+和芐基胂酸根：
【晶型】[1]
通過X射線單晶衍射測試獲得芐基胂酸的晶體學(xué)信息，測試結(jié)果表明其為單斜晶系，空間群為P21/c。芐基胂酸單晶結(jié)構(gòu)中的不對稱單元由一個完整的芐
基胂酸組成。我們可以很清楚的看出芐基的結(jié)構(gòu)，芐基上所有的碳原子都處于同一平面上。在芐基的一端，連著一個—AsO3H2基團(tuán)，在這個基團(tuán)上，As原子以四面體構(gòu)型和芐基上的C原子、一個雙鍵氧原子和兩個-OH相連，-OH上的H原子的空間取向與它們與相鄰的芐基胂酸上的氧原子形成O-H···O類型的氫鍵有關(guān)。從芐基胂酸在ac方向的堆積圖可以看出，晶格中芐基胂酸分子可通過O—H···O和苯環(huán)間的π-π堆積作用等分子間作用力有規(guī)律的堆積在一起。芐基胂酸的不對稱單元圖及在ac方向的堆積圖如下：
【合成】[2]
1. 合成工藝反應(yīng)原理：
1）三氧化二砷和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞砷酸鈉：
2）氯化芐和亞砷酸鈉反應(yīng)生成芐基胂酸二鈉鹽：
3）經(jīng)酸化中和至 p H = 2 ～ 3 后大量析出芐基胂酸成品
2. 工藝流程：
試驗(yàn)在 1 L 四頸燒瓶中按條件試驗(yàn)加入三氧化二砷，加水調(diào)成漿狀，緩慢加入預(yù)先配制好的氫氧化鈉溶液，開動攪拌器，加熱升溫，待溫度升至75～80℃并保持該溫度下繼續(xù)攪拌，反應(yīng)至溶液呈無色透明液體時，計時。控制溫度，然后緩慢加入氯化芐，保持該溫度下進(jìn)行胂化反應(yīng)，止至規(guī)定時間出料。將料液上層粗芐醇分去，中間層移到 3 000 m L 大燒杯中，在攪拌下緩慢加入已配好的稀硫酸溶液進(jìn)行酸化至 p H =2 ～ 3，芐基胂酸形成白色結(jié)晶體大量析出。經(jīng)過濾、洗滌得到產(chǎn)品。母液經(jīng)過濃縮、冷卻后結(jié)晶析出鈉鹽等無機(jī)鹽，過濾后，濾液重新用來配制亞砷酸鈉溶液，具體如下：
【浮選黑鎢礦機(jī)理】[3]
芐基胂酸與黑鎢礦的作用是化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)成鹽作用。在酸性條件下，芐基胂酸以H2B2-形式存在。在堿性條件下，芐基胂酸以B2-形式存在。在pH4~9內(nèi)，節(jié)基腫酸以HB-形式存在。pH4~9時可浮性。此時芐基胂酸以HB-形式與黑鎢礦作用。HB-產(chǎn)生化學(xué)吸附的化學(xué)原理：
1）分子軌道理論解釋?；诜肿榆壍赖幕瘜W(xué)理論，可以繪出HB-在黑鎢礦
粒表面與Fe2+、Mn2+作用的分子軌道圖：
將Fe2+的d電子和HB-中O2-的p電子填入分子軌道中，可以看出，由于Fe2+的d電子和B-中O2-的p電子大多填入了成鍵軌道上，使整個體系的能量大為下降，穩(wěn)定性增加。同理也可畫出Mn2+與HB-作用的分子軌道圖。可以認(rèn)為，HB-與黑鎢礦粒的作用主要是生成酸式鹽。
2）軟硬酸堿化學(xué)原理解釋。由軟硬酸堿規(guī)則可知，Mn2+和Fe2+為硬酸，HB-為硬堿。根據(jù)軟親軟、硬親硬的基本法則，可以認(rèn)為HB-與黑鎢礦粒表面作用是置換水合離子中的水分子，生成穩(wěn)定性很高的絡(luò)離子，從而提高了黑鎢礦粒表面的疏水性：
【參考文獻(xiàn)】
[1] 劉瑩瑩, 劉鉑旭, 吳登赟, 等. 芐基胂酸的合成與晶體結(jié)構(gòu)[J]. 當(dāng)代化工研究, 2017 (2): 118-119.
[2] 張洪, 何政兵. 芐基胂酸合成研究[J]. 云南化工, 2013 (5): 11-15.
[3] 朱一民. 芐基胂酸浮選黑鎢礦的化學(xué)原理[J]. 稀有金屬, 1988, 5: 000.