用于增强选择性分离的材料和方法

专利名称：用于增强选择性分离的材料和方法
用于增强选择性分离的材料和方法发明背景 发明领域本发明涉及美拉德反应产物作为辅助剂在许多种应用中的用途，包括在分离过程 中，尤其是关于固体和/或离子种类从水性介质中的选择性分离，如在浮选的过程中。本发 明还提供了用于此类应用中的多种新颖的材料。相关技术的说明浮选是一种广泛使用的分离法，该分离方法被设计用于对混合存在于一种液体悬 浮液或分散体(并且尤其是水性悬浮液或分散体)中的一种贵重材料的回收或分离。分离 是基于不同材料与上升的气体(通常是空气)泡相关的趋势差异而完成的。常见地将不同的添加剂掺入浮选液体(例如，该水性悬浮液或分散体)中来改进 分离过程的选择性。例如，被确认为“捕收剂”的物质可以用来优先地化学和/或物理地吸收在悬浮液 或分散体中的物质中的一种(尽管并非总是，但经常是该悬浮液或分散体中的贵重材料) 上，以使它是更疏水的并且更易于浮选。相反地，“抑浮剂”经常与捕收剂结合使用，以使该悬浮液或分散体中的其他材料 (尽管并非总是，但经常是该悬浮液或分散体中的较不贵重的材料，例如脉石)较不可能与 空气泡关联，并且因此较不可能被带入泡沫浓缩物中而更可能保留在底流中或者残油中。 用于改进浮选分离的不同抑浮剂在本领域是已知的并且包括瓜尔胶、硅酸钠、淀粉、单宁酸 类、糊精类、木质素磺酸类、羧基甲基纤维素、氰化物盐类以及其他。因为悬浮液或分散体中不同的物质不同地受到该“捕收剂”和/或该“抑浮剂”的 影响，所以通过这种方法获得了 一定程度的分离。其中已知的捕收剂和抑浮剂实现了其作用的这种方式并未完全确定地被理解，并 且已经提出了几种理论。例如抑浮剂可以干扰或者阻止悬浮液或分散体中的物质中的一种 (如脉石)粘附至该悬浮液或分散体中的物质中的另一种(如，一种待回收的贵重材料) 上，或者该抑浮剂可以干扰或者甚至阻止一种或多种捕收剂吸收在这些物质中的一种(如 脉石)上。然而，无论是什么机理，抑浮剂在浮选方法中改进选择性的能力可以非常有利地 影响该方法的经济性。浮选在很多种贵重材料的富集中都有所实施，举一些例子，包括矿物(例如磷和 钾)以及金属矿石(例如钼族元素)的回收、高分子量烃(如来自砂和/或粘土的浙青) 的回收、以及煤与其灰分含量的分离，以获得不想要的污染物(它们不可避免地从天然沉 积物中被共提取出)从贵重材料中的去除。在固体矿石选矿的情况下，浮选的使用一般包括将原矿石研磨成足够小的离散颗 粒并且然后将该研磨过的矿石的一种水性“矿浆”与上升的气泡相接触，典型地同时搅拌该 矿浆。在浮选之前，可以使原矿石经受任何数目的预处理步骤，包括选择性破碎、筛选、脱 泥、重力选矿、电隔离、低温焙烧、以及磁性区分。
除了浮选之外，还设计了许多其他方法用于固体污染物从液体悬浮液或分散体中 的分离。像浮选一样，这些其他的方法也可以经常利用添加剂类，这些添加剂协助了所希望 的分离，或者是通过使该悬浮液或分散体去稳定、或者是通过其他方式致使该悬浮液或分 散体中的污染物形成更大的团聚体。例如，凝聚指的是悬浮固体颗粒的脱稳，如通过将分开 了悬浮固体颗粒的电荷进行中和。絮凝指的是固体颗粒一起桥连或附聚成块或絮状物，由 此协助它们通过沉降或浮选的分离，这取决于这些絮状物相对于该液体的密度。另外，可以 采用过滤作为一种手段来分离更大的絮状物。絮凝剂(如丙烯酸聚合物)发现应用于例如岩石或钻头切屑的固体颗粒从油井 和天然气钻井液中的分离、用于使悬浮于来自磷酸盐生产设施的废浆料排放液中的粘土附 聚、用于煤浆料脱水、用于处理污水以通过沉淀去除污染物(例如，淤泥)、用于处理纸浆和 造纸厂排放液以去除悬浮的纤维素固体、用于将砂从油砂的提取和后续处理中产生的含浙 青的水性浆料中去除、并且用于在饮用(即合适饮用的)水的净化中去除悬浮的固体颗粒。以上说明展示了特定的实例，其中对一种水性液体悬浮液或分散体进行处理以回 收、隔离、分离、或纯化一种希望的贵重材料。此类分离在许多其他消耗水的工业中也是常 见的，并且本发明旨在适用于被设计来从不想要的污染物中回收、隔离、分离、或纯化一种 希望的贵重材料的各种各样的处理选项。它还可以用于从一种液体中去除不想要的污染 物，如在水的净化中。具体地讲，本发明是针对某些已知材料的许多种新用途的发现，并且针对可以在 宽范围的应用中有效使用的新类别的材料的发现，这些应用包括但不限于许多种分离方 法，包括浮选。诸位申请人已经确定本发明的材料作为辅助剂对于有效提高各种各样方法 的性能具有实用性，如各种各样的固体污染物从液体悬浮液和分散体中的选择性分离。发明概述在一个实施方案中，本发明是针对一种用于从含有一种贵重材料的水性悬浮液、 分散体、或溶液中获得该贵重材料的方法，该方法包括向该水性悬浮液、分散体、或溶液中 加入一种美拉德反应产物，该美拉德反应产物包括(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或 一种还原糖等效物、或它们的一种混合物的一种加合物。在一个实施方案中，本发明是针对(确切地针对)一种用于从含有一种贵重材料 的水性悬浮液或分散体中分离出该贵重材料的浮选方法，该浮选方法包括向该水性悬浮液 或分散体中加入一种美拉德反应产物，该美拉德反应产物包括(1) 一种胺反应物与(2) — 种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物的一种加合物。在一个实施方案中，本发明是针对一种用于乳化一种材料的方法，该方法包括在 一种美拉德反应产物的存在下将该材料在一种合适的液体中进行搅拌，该美拉德反应产物 包括(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物的一 种加合物。在一个实施方案中，本发明是针对一种用于减少腐蚀的方法，该方法包括将需要 腐蚀保护的一种材料与一种美拉德反应产物相接触，该美拉德反应产物包括(1) 一种胺反 应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物的一种加合物。在一个实施方案中，本发明是针对一种用于抑压空气粉尘的方法，该方法包括将 一个粉尘产生表面与一种美拉德反应产物相接触，该美拉德反应产物包括(1) 一种胺反应物与(2) 一种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物的一种加合物。在一个实施方案中，本发明是针对一种缓释施肥的方法，该方法包括向土壤施用 一种含高氮的美拉德反应产物，该高氮的美拉德反应产物包括(1) 一种高氮的胺反应物与 (2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物的一种加合物。在一个实施方案中，本发明是针对一种用于减少一种黏性浆料的粘度的方法，该 方法包括向该浆料中加入一种美拉德反应产物，该美拉德反应产物包括(1) 一种胺反应物 与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物的一种加合物。在一个实施方案中，本发明是针对某些美拉德反应产物，它们是通过将(1) 一种 胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成 的，其中该胺反应物是选自一种脂肪胺。在一个实施方案中，本发明是针对某些美拉德反应产物，它们是通过将(1) 一种 胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成 的，其中该美拉德反应产物具有高的阳离子的官能度。在一个实施方案中，本发明是针对某些美拉德反应产物，它们是通过将(1) 一种 胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成 的，其中该美拉德反应产物具有硫官能度。在一个实施方案中，本发明是针对某些美拉德反应产物，它们是通过将(1) 一种 胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成 的，其中该美拉德反应产物具有磷官能度。在一个实施方案中，本发明是针对某些美拉德反应产物，它们是通过将(1) 一种 胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成 的，其中该美拉德反应产物具有硫酸盐或磺酸盐官能度。在一个实施方案中，本发明是针对某些美拉德反应产物，它们是通过将(1) 一种 胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成 的，其中该美拉德反应产物具有氧肟酸官能度。在一个实施方案中，本发明是针对某些美拉德反应产物，它们是通过将(1) 一种 胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成 的，其中这些美拉德反应产物具有硅烷官能度。在一个实施方案中，本发明是针对某些美拉德反应产物，它们是通过将(1) 一种 胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成 的，其中这些美拉德反应产物具有酚的官能度。在一个实施方案中，本发明是针对某些美拉德反应产物，它们是通过将(1) 一种 胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成 的，其中这些美拉德反应产物具有氮杂冠醚螯合官能度。发明详细说明本发明是基于以下发现，即通过将(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖、一种还原 糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成的美拉德反应产物可以有效地作为一种辅 助剂被用于各种各样的应用中，包括固液分离、腐蚀抑制、乳化作用、粉尘抑压、缓释施肥、 粘度改性以及其他应用。具体地讲，这些美拉德反应产物在宽范围的分离方法(包括浮选)中具有特殊的实用性，来促进各种各样贵重材料与液体悬浮液或分散体中发现的各种各样 固体污染物中的选择性分离。在此描述的分离方法适用于固体颗粒的“悬浮液”和分散体以及“浆料”。这些术 语有时是等同地定义的并且有时在一种“浆料”情况下是基于为保持均质性对输入至少一 些搅动或能量的需要而加以区分的。由于在此描述的本发明的方法广泛地适用于固体和固 体颗粒从水性介质中的分离，所以术语“悬浮液”和“分散体”在本发明的说明书以及所附 权利要求书中被认为是与“浆料”可互换的(并且反之亦然)。在其常规使用中，美拉德反应是一种氨基酸(胺反应物的一个类别)与一种还原 糖之间的化学反应，该化学反应经常要求添加热量来促进该反应。已知它涉及一种非酶的 褐变，其中该还原糖的一个反应性羰基与该氨基酸的亲核氨基发生了反应。生成的产物包 括各种各样被差地表征的分子种类，包括一些高分子量的多相聚合物，一般标示为蛋白黑素。如指出的，本发明集中在使用美拉德反应产物作为一种辅助剂用于各种各样的应 用中，这些应用包括固液分离、腐蚀抑制、乳化作用、粉尘抑压、缓释施肥、粘度改性以及其 他的应用。这些美拉德反应产物是通过(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖、一种还原糖 等效物、或它们的一种混合物之间的反应而制备的。宽泛地讲，适合用于形成在本发明中使用的美拉德反应产物的胺反应物几乎包括 任何具有一个或多个反应性氨基(即可用于与一种还原糖、一种还原糖等效物、或它们的 一种混合物的反应的一种氨基)的化合物。具有(或者起的作用好像它们具有)多于一个 反应性氨基的化合物在有用的美拉德反应产物的合成中提供了更大的灵活性。可以将合适 的反应性氨基分类为一种伯氨基(即，-NH2)和仲胺基(即，-NHR)，其中R可以是不干干扰 该美拉德反应的任何部分(moiety)。因此胺反应物包括氨、胼、胍、伯胺类(例如，一般具有化学式NH2R1的化合物)、仲 胺类(例如，一般具有化学式NHR1R2的化合物)、季铵化合物(例如，一般具有一个化学式 (NH4)+, (NH3R1) +和(NH2R1R2)+的基团以及一种相关阴离子的化合物)、聚胺类(具有不被前 述化学式严格包括的多个伯和/或仲氮部分(即，反应性氨基)的化合物)、氨基酸类、以及 蛋白质类，其中这些胺和季铵化合物中的R1和R2各自(在(NHR1R2)和(NH2R1R2)+的情况下 独立地)是选自羟基、烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳基、杂环以及杂芳基的基团(如在下文 中定义的)。“烷基”(一价的)当单独地或作为另一术语(例如，烷氧基)的一部分使用时是指 具有多达25个碳原子的一个任选取代的支链的或无支链的饱和的脂肪烃基团(除非另外 说明)。具体的未取代的烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异 丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-甲基丁基、2，2_ 二甲基丙基、正己基、2-甲基戊基、2，2_ 二 甲基丁基、正庚基、3-庚基、2-甲基己基等。术语“低级烷基”、"C1-C4烷基”以及“具有1至4 个碳原子的烷基”是同义的并且可互换地用来指甲基、乙基、1-丙基、异丙基、环丙基、1-丁 基、仲丁基或叔丁基。如指出的，术语烷基包括“未取代的烷基”和“取代的烷基”两者(即， 除非上下文另外清楚指明，是任选取代的)，其后者是指具有多个取代基的烷基部分，这些 取代基替代了烃主链的一个或多个(经常不多于四个)碳原子上的一个或多个氢并且一般 在一个或两个碳原子上仅一个取代基。此类取代基是独立地选自下组，其构成为卤代(例如，I、Br、Cl、F)、羟基、氨基、氰基、烷氧基(如C1-C6烷氧基)、芳氧基(如苯氧基)、硝基、 羧基、氧代、氨基甲酰基、环烷基、芳基(例如芳烷基或芳基烷基)、杂环的、以及杂芳基。示 例性的取代的烷基包括羟甲基、氨甲基、羧甲基、羧乙基、羧丙基、乙酰基(其中一个乙基 上的-CH2部分上的两个氢原子被一个氧基(=0)取代)、甲氧基乙基、以及3-羟基戊基。 特殊的取代的烷基是取代的甲基基团。取代的甲基基团的实例包括以下基团，如羟甲基、乙 酰氧基甲基、氨甲基、氨基甲酰基氧甲基、氯甲基、羧甲基、羧基(其中该甲基上的三个氢原 子被替代，两个氢原子被一个氧基(=0)替代，并且另一个氢被一个羟基(-0H)替代)、溴 甲基、以及碘甲基。“链烯基”当单独地或者作为另一术语的一部分使用时是指一个任选取代的不饱 和烃基团，该不饱和烃基团含有至少一个碳碳双键，典型地是1个或2个碳碳双键，并且 它可以是直连或支链的。代表性的链烯基基团作为举例包括乙烯基、烯丙基、异丙烯基、 丁 -2-烯基、正戊-2-烯基、以及正己-2-烯基。如指出的，术语链烯基包括“未取代的链烯 基”和“取代的链烯基”两者(即，是任选取代的，除非上下文另外清楚地表明)。这些取代 的形式是指具有多个取代基的链烯基部分，这些取代基替代了该烃主链的一个或多个(经 常不多于四个)碳原子上的一个或多个氢并且一般在一个或两个碳原子上仅一个取代基。 此类取代基是独立地选自下组，其构成为卤代(例如，I、Br、Cl、F)、羟基、氨基、烷氧基(如 C1-C6烷氧基)、芳氧基(如苯氧基)、羧基、氧代、氰基、硝基、氨基甲酰基、环烷基、芳基(例 如芳烷基)、杂环的、以及杂芳基。炔基在单独地或者作为另一术语的一部分使用时是指一种任选取代的不饱和烃 基团，该不饱和烃基团含有至少一个碳碳三键，典型地是1个或2个碳碳三键，并且它可 以是直连或支链的。代表性的炔基基团作为举例包括乙炔基；1-、或2-丙炔基；1-、2_、 或3- 丁炔基、或1，3_ 丁二炔基；1-、2-、3-、4_戊炔基，或1，3_戊二炔基；1-、2_、3-、4_、或 5-己炔基、或1,3-己二炔基或1,3,5-己三炔基；1-、2-、3-、4-、5_或6-庚炔基，或1，3_庚 二炔基、或1,3,5-庚三炔基；1-、2-、3-、4-、5-、6-或7-辛炔基，或1，3-辛二炔基，以及1， 3,5-辛三炔基。如指出的，术语炔基包括“未取代的炔基”和“取代的炔基”两者(即，是任选取代 的，除非上下文另外清楚地表明)。这些取代的形式是指具有多个取代基的炔基部分，这些 取代基替代了烃主链的一个或多个(经常不多于四个)碳原子上的一个或多个氢并且一般 在一个或两个碳原子上仅一个取代基。此类取代基是独立地选自下组，其构成为卤代(例 如，I、Br、Cl、F)、羟基、氨基、烷氧基(如C1-C6烷氧基)、芳氧基(如苯氧基)、羧基、氧代、 氰基、硝基、氨基甲酰基、环烷基、芳基(例如芳烷基)、杂环的、以及杂芳基。“环烷基”在单独地或者作为另一术语的一部分使用时是指一种任选取代的饱和 或部分不饱和的环状脂肪族(即，非芳香族)烃基团(碳环基团)，具有多达12个碳原子 (除非另外说明)并且包括环的以及多环的烷基，包括稠环烷基。如指出的，术语环烷基包 括“未取代的环烷基”和“取代的环烷基”两者，(即，除非上下文另外清楚指明，是任选取 代的)其后者是指具有多个取代基的环烷基部分，这些取代基替代了烃主链的一个或多个 (经常不多于四个)碳原子上的一个或多个氢并且一般在一个或两个碳原子上仅一个取代 基。此类取代基是独立地选自下组，其构成为卤代(例如，I、Br、Cl、F)、羟基、氨基、烷氧 基(如C1-C6烷氧基)、芳氧基(如苯氧基)、羧基、氧代、氰基、硝基、氨基甲酰基、烷基(包括取代的烷基)、芳基、杂环的、以及杂芳基。环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、 环己基、四氢萘基以及茚满基。“芳基”在单独地或者作为另一术语的一部分使用时是指一种任选取代的芳香 族碳环基团，该芳香族碳环基团不论是否稠合的均具有指定的碳原子数目，或者如果没 有指定数目，则是从6至14个碳原子。具体的芳基基团包括苯基、萘基、联苯基、菲基、 并四苯基等(参见例如 Lang' s Handbook of Chemistry (Dean, J. Α.，ed) 13thed. Table 7-2[1985])。总体上苯基的优选的。如指出的，术语芳基包括“未取代的芳基”和“取代的 芳基”，两者(即，除非上下文另外清楚指明，是任选取代的)，其后者是指具有多个取代基 的芳基部分，这些取代基替代了烃核的一个或多个(通常不多于六个)碳原子上的一个或 多个氢并且一般在一个或两个碳原子上仅一个取代基。此类取代基是独立地选自下组，其 构成为卤代(例如，1』1~、(1、朽、羟基、氨基、烷氧基(如(1-(6烷氧基)、芳氧基(如苯氧 基)、羧基、氧代、氰基、硝基、氨基甲酰基、烷基、芳基、杂环的、以及杂芳基。此类取代的芳基 例如取代的苯基的实例包括但不限于一种单-或二(卤)苯基基团，如2-氯苯基、2-溴苯 基、4-氯苯基、2，6- 二氯苯基、2，5- 二氯苯基、3，4- 二氯苯基、3-氯苯基、3-溴苯基、4-溴苯 基、3，4- 二溴苯基、3-氯-4-氟苯基、2-氟苯基；一种单-或二(羟基)苯基基团，如4-羟 基苯基、3-羟基苯基、2，4-二羟基苯基；一种单-或二(低级烷基)苯基基团，如4-甲基苯 基、2，4_ 二甲基苯基、2-甲基苯基、4-(异丙基)苯基、4-乙基苯基、3-(正丙基)苯基；一 种单或二(烷氧基)苯基基团，例如，3，4_ 二甲氧基苯基、3-甲氧基-4-苄氧基苯基、3-甲 氧基-4-(1-氯甲基)苄氧基-苯基、3-乙氧基苯基、4-(异丙氧基)苯基、4-(叔丁氧基) 苯基、3-乙氧基-4-甲氧基苯基；3-或4-三氟甲苯基；一种单-或二羧基苯基或(受保护 的羧基)苯基基团，如4-羧基苯基；一种单-或二(羟甲基)苯基或3，4_ 二(羟甲基)苯 基；一种单-或二(氨甲基)苯基或2-(氨甲基)苯基。这些芳基基团可以具有胺官能度 (氨基)，使得该胺反应物是一种二氨基苯或者二氨基苯磺酸、二氨基甲苯、二氨基萘、二氨 基萘磺酸、或者众多的其他物质。“杂环基团”、“杂环的”、“杂环”、“杂环的”、“杂环烷基”或“杂环代”单独地并且在作为一个复合基团中的一个部分使用时，是可互换使用的并且是指任何环烷基基团，即单_、 二、或三环的饱和或不饱和的非芳香族的并且任选取代的含杂原子的环系统，该环系统具 有指定的原子数目，或者如果没有确切指定数目则是从5至约14个原子，其中这些环原子 是碳和至少一个杂原子并且通常不多于四个(氮、硫或氧)。该定义中包括了任何二环的基 团，其中以上杂环的环中任何一个都被稠合到一个芳环(即一个芳基(例如苯)或一个杂 芳基环)上。在一个具体的实施方案中，该基团结合了 1至4个杂原子。典型地，一个5-元 的环具有0至1个双键，并且6-或7-元的环具有0至2个双键，并且这些氮或硫杂原子可 以任选是氧化的(例如，SO、S02)，并且任何氮杂原子可以任选是季铵化的。具体的非芳香 族杂环包括吗啉基(吗啉代)、吡咯烷基、环氧乙烷基、二氢吲哚基、异二氢吲哚基、四氢喹 啉基、四氢异喹啉基、环氧丙烷基、四氢呋喃基、2，3- 二氢呋喃基、2H-吡喃基、四氢吡喃基、 吖丙啶基、氮杂环丁烷基、1-甲基-2-吡咯基、哌嗪基以及哌啶基。如指出的，术语杂环代 包括“未取代的杂环代”与“取代的杂环代”两者(即，除非上下文另外清楚指明，是任选取 代的)，其后者是指具有多个取代基的杂环代部分，这些取代基替代了杂环代核的一个或多 个(通常不多于六个)原子上的一个或多个氢并且一般在一个或两个碳原子上仅一个取代基。此类取代基是独立地选自下组，其构成为卤代(例如，I、Br、Cl、F)、羟基、氨基、烷氧 基(如C1-C6烷氧基)、芳氧基(如苯氧基)、羧基、氧代、氰基、硝基、氨基甲酰基、以及烷基。“杂芳基”单独地并且在作为一个复合基团中的一个部分使用时是指任何芳基基 团，即单_、二、或三环的任选取代的芳香族环系统，该环系统具有指定的原子数目，或者如 果没有确切指定数目那么至少一个环是一个5-、6_或7-元的环并且原子总数是从5至约 14，并且含有选自氮、氧、以及硫由构成的组中的从一至四个杂原子(Lang' sHandbook of Chemistry, supra)。该定义中包括了任何二环基团，其中以上杂芳基环中的任何一个都被 稠合到一个苯环上。以下环系统是由术语“杂芳基”表示的杂芳基(不论取代的或未取代 的)基团的实例噻吩基(可替代地称为苯硫基)、呋喃基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、异噻唑 基、噁唑基、异噁唑基、三唑基、噻二唑基、噁二唑基、四唑基、噻三唑基、噁三唑基、吡啶基、 嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、噻嗪基、噁嗪基、三嗪基、噻二嗪基、噁二嗪基、二噻嗪基、二噁嗪 基、噁噻嗪基、四嗪基、噻三嗪基、噁三嗪基、二噻二嗪基、咪唑啉基、二氢嘧啶基、四氢嘧啶 基、四唑并[l，5-b]哒嗪基以及嘌呤基、连同苯并稠合的衍生物，例如，苯并噁唑基、苯并呋 喃基、苯并噻吩基、苯并噻唑基、苯并噻二唑基、苯并三唑基、苯并咪唑基以及吲哚基。如指 出的，术语杂芳基包括“未取代的杂芳基”和“取代的杂芳基”两者(即，除非上下文另外清 楚指明，是任选取代的)，其后者是指具有多个取代基的杂芳基部分，这些取代基替代了该 杂芳基主链的一个或多个(通常不多于六个)原子上的一个或多个氢。此类取代基是独立 地选自下组，其构成为卤代(例如，I、Br、Cl、F)、羟基、氨基、烷氧基(如C1-C6烷氧基)、 芳氧基(如苯氧基)、羧基、氧代、氰基、硝基、氨基甲酰基、以及烷基。“氨基”表示伯(即，-NH2)、仲(即，-NHR)以及叔(即，NRR)胺基团，其中这些R基 团可以是多种独立选择的部分，通常是一种烷基或一种芳基。具体的伯、仲以及叔胺是烷基 胺基团、二烷基胺基团、芳基胺基团、二芳基胺基团、芳烷基胺基团、以及二芳烷基胺基团。适合用作该胺反应物的伯、仲以及聚胺的胺包括但不限于甲胺、乙胺、丙胺、异丙 胺、乙基丙胺苄胺二甲胺、二乙胺、二丙胺、辛酰胺、棕榈胺、十二烷胺、庚胺、硬脂酰胺、乙二 胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、尸胺、腐胺、精胺、亚精胺、组胺、哌啶、乙 醇胺、二乙醇胺、氨乙基哌嗪、哌嗪、吗啉、苯胺、1-萘胺、2-萘胺、对氨基苯酚、二氨基丙烷、 二氨基二苯基甲烷、烯丙基胺、巯乙胺、氨乙基乙醇胺、异丙醇胺、甲苯胺、Jeffamines、氨基 苯酚、胍、氨基硫脲、二氨基异佛尔酮、二氨基环己烷、双氰胺、戊胺、六亚甲基二胺、双-六 亚甲基二胺、聚乙烯胺、聚烯丙胺、环己胺、苯二甲二胺二异丙胺、氨乙基氨丙基三甲氧基硅 烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨 乙基氨丙基硅烷三醇均聚物、乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨基吡啶、氨基水杨 酸、氨基苯酚、氨基苯硫酚、氨基间苯二酚、双(2-氯乙基)胺、氨基丙二醇、氨基哌啶、氨丙 基膦酸、氨基(乙磺酰)苯酚、氨乙基吗啉、氨乙基噻二唑、氨乙基硫酸氢盐、氨丙基咪唑、 氨乙基丙烯酸酯、聚合的氨乙基丙烯酸酯、氨乙基甲基丙烯酸酯、聚合的氨乙基甲基丙烯酸 酯、二酸和多元酸与三胺以及更高级的多元胺的缩合聚合物和低聚物，像二亚乙基三胺和 三亚乙基四胺。还其他的胺反应物包括糠基胺、二亚丙基三胺(从Air Products可获得)、三亚 丙基四胺(从Air Products可获得)、四丙烯五胺(从Air Products可获得)，胺与甲醛的 反应产物包括六亚甲基四胺、N，N，N-三(羟乙基)三嗪、三嗪酮、低分子量的氨基酯像氨乙基乙酸酯、氨丙基乙酸酯、氨乙基甲酸酯、氨丙基甲酸酯、氨乙基丙酸酯、氨丙基丙酸酯、氨 乙基丁酸酯、氨丙基丁酸酯、氨乙基马来酸酯、二(氨乙基马来酸酯)、脂肪氨基酯类，像氨 乙基树脂酸酯，所有脂肪酸、脂肪酸二聚物、氧化的脂肪酸、马来化的脂肪酸、和氧化的-马 来化的脂肪酸的氨丙基酯，以及所有脂肪酸、脂肪酸二聚物、氧化的脂肪酸、马来化的脂肪 酸、和氧化的-马来化的脂肪酸(特别在该脂肪酸是妥尔油脂肪酸(TOFA)时)的氨乙基 酯。聚氨基酯像氨乙基丙烯酸酯的聚合物、氨乙基甲基丙烯酸酯的聚合物、以及氨丙基丙烯 酸酯的聚合物、氨丙基甲基丙烯酸酯的聚合物、以及所有已经用乙醇胺彻底酯化的其他多 元羧酸(在酸条件下完成以在酰胺上选择性地形成酯)。还考虑的作为美拉德反应的胺反应物的是酰氨基胺反应产物，它们具有一种二胺 或聚胺与一种羧酸或羧酸混合物的残余反应性氨基基团，这些羧酸是例如松香酸、马来化 的松香、马来化的不饱和脂肪酸、氧化的不饱和脂肪酸、氧化的马来化的不饱和脂肪酸、饱 和脂肪酸二聚物以及三聚物，特别在该脂肪酸是TOFA时。适用于根据本发明通过一种美拉德反应生产美拉德反应产物的胺反应物还包括 天然和合成的氨基酸两者，即，既具有反应性氨基又具有酸(羧基)官能团的化合物。因此合适的氨基酸包括生物源的氨基酸，例如丙氨酸、氨基丁酸、精氨酸、天冬酰 胺、天冬氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、二溴酪氨酸、二碘酪氨酸(diidotyrosine)、谷氨酸、谷氨 酰胺、组氨酸、高半胱氨酸、羟基赖氨酸、羟基脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫丁氨 酸、鸟氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、肌氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甲状腺氨酸、色氨酸、酪氨酸以及缬 氨酸，以及由此类氨基酸制得的所有潜在的二聚物、低聚物以及聚合物。合成的氨基酸，包 括氨基苯甲酸、氨基水杨酸、氨基十一酸，以及由它们制得的所有潜在的二聚物、低聚物以 及聚合物，同样是用于通过美拉德反应生产一种美拉德反应产物的合适原材料(胺反应 物)。更高分子量的胺反应物包括肽类和蛋白类，它们包括麸质、乳清、谷胱甘肽、血红蛋白、 大豆蛋白、胶原、胃蛋白、角蛋白、以及酪蛋白，因为这些材料也可以参与该美拉德反应。其他合适的合成氨基酸类型的胺反应物可以通过使一种聚胺与一种多元羧酸或 多元羧酸混合物进行反应而形成。该聚胺与该酸之间的反应可以在该美拉德反应之前或者 与其一致地进行。使用用于通过与一种聚胺的反应而形成一种合成氨基酸类型的胺反应物的多元 羧酸包括但不限于单体的多元羧酸和/或聚合的多元羧酸。此类多元羧酸包括二羧酸、三 羧酸、四羧酸、五羧酸、以及更高级的羧基官能度。某些多元羧酸也可以按它们的酸酐形式 进行使用。为了举例而不限制可以使用的潜在的单体多元羧酸，可以提及以下各项不饱和 的脂肪酸、饱和的脂肪酸、芳香族酸、不饱和的碳环酸、以及饱和的碳环酸，它们都可以是用 羟基、卤、烷基、以及烷氧的基团任选取代的。因此代表性的单体多元羧酸包括但不应限于 柠檬酸、乌头酸、己二酸、壬二酸、丁烷四羧酸二氢化物、丁烷三羧酸、氯菌酸、柠康酸、双环 戊二烯-马来酸的加合物、二亚乙基三胺五乙酸、二聚戊烯和马来酸的加合物、烯烃类和马 来酸的加合物、乙二胺四乙酸(EDTA)、马来化的松香，马来化的不饱和脂肪酸(包括马来化 的妥尔油脂肪酸)、氧化的不饱和脂肪酸(包括氧化的妥尔油脂肪酸)、氧化的马来化的不 饱和的脂肪酸(包括氧化的并且马来化的妥尔油脂肪酸)、不饱和脂肪酸二聚体和三聚体 (包括TOFA 二聚体和三聚体)、富马酸、戊二酸、间苯二甲酸、衣康酸、用过氧化钾氧化至醇然后至羧酸的马来化的松香、马来酸、苹果酸、中康酸、与二氧化碳通过KOLBEIchmidt反 应进行反应来引入3-4个羧基基团的联苯酚A或双酚F、草酸、邻苯二甲酸、癸二酸、琥珀酸、 酒石酸、对苯二甲酸、四溴代邻苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸、四氢化邻苯二甲酸、偏苯三酸、 聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚天冬氨酸、天冬氨酸、抗坏血酸、葡糖二酸、苯乙烯马来酸共聚 物、苯乙烯富马酸共聚物、聚衣康酸、己二酸、谷氨酸、丙二酸、苹果酸、聚巴豆酸、腐植酸、山 梨酸、以及苯均三甲酸。有可能的聚合的多元羧酸可以是同等地易膨胀的并且可以包括由不饱和羧酸制 得的均聚物和/或共聚物，这些羧酸包括但不必限于丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、异巴豆 酸、马来酸、肉桂酸、2-甲基马来酸、衣康酸、2-甲基衣康酸、以及α，β-亚甲基戊二酸。合 适的聚合多元羧酸还可以由不饱和的酸酐制备，这些酸酐包括但不必限于马来酸酐、衣康 酸酐、丙烯酸酐、以及甲基丙烯酸酐。非羧基的乙烯基单体，如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙 烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙脂、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲 酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基甲基醚、以及乙 酸乙烯酯，也可以与以上指出的羧酸单体进行共聚来形成合适的聚合多元羧酸。用于聚合 这些单体的方法是本化学领域中熟知的。合适的聚合多元羧酸还可以包括一种多元羧酸(如以上提及的那些)与一种多 元醇的某些聚酯加合物。合适的多元醇可以包括但不限于例如，乙二醇、丙三醇、季戊四 醇、三羟甲基丙烷、山梨醇、蔗糖、葡萄糖、间苯二酚、邻苯二酚、连苯三酚、乙醇化的脲类、1， 4-环己烷二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、双-[Ν，Ν-二(β-羟乙基)]己二酰二胺、双-[Ν，Ν-二 (β-羟丙基)]壬二酰胺、双-[N，N-二(β-羟丙基)]己二酰二胺、双-[N，N-二(β-羟 丙基)]戊二酰胺、双-[Ν，Ν-二(β-羟丙基)]琥珀酸胺、双-[N-甲基-Ν-(β-羟乙基)] 草酰胺、聚乙烯醇、一种部分水解的聚乙酸乙烯酯、以及(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基) 丙烯酸羟丙酯的均聚物或共聚物。该聚酯加合物必须含有至少两个羧酸基团或酸酐或它们 的盐等效物。用于制造此类聚酯的方法是熟知的。另一类别的合适的胺反应物是氨(典型地作为水溶液供应)、伯胺、和/或仲胺的 加合物，它们与单体的多元羧酸和/或聚合的多元羧酸进行预反应(或原位反应)以产生 该酸或酸混合物的相应的铵盐。尽管可以方便地使用氨，但是也可以使用适合用于与单体 的多元羧酸和/或聚合的多元羧酸进行反应的任何反应性胺，包括任何伯或仲胺。因此，通过用氨或用一种伯胺或仲胺中和一种或多种多元羧酸而产生的铵盐(包 括通过一种不够完全的中和所产生的那些铵盐)被认为合适作为一种胺反应物用于制造 一种有待在进行根据本发明的方法的过程中使用的美拉德反应产物。在此类例子中，这种 或这些多元羧酸的酸基团的中和也可以在加入用于形成该美拉德反应产物的还原糖或其 等效物之前或者之后进行。用于形成该美拉德反应产物的还原糖或其等效物包括在该美拉德反应产物的形 成过程中具有或能够产生一种还原糖的碳水化合物。还原糖是一种碳水化合物，它或者含 有一种醛基团、或者可以异构化(即结构互变)来含有一种醛基团，该醛基团与一种胺(例 如具有一种胺基团的化合物)在美拉德反应条件下是反应性的。总体上，此类醛基团可以 用Cf2进行氧化以提供多种羧酸。合适的还原糖或者它们的等效物可以任选用羟基、卤代、 烷基、以及烷氧基取代。此类化合物常见地具有一个或多个手性中心，并且在这些情况下可以使用任何旋光异构体，包括这些不同旋光异构体的消旋混合物、或者其他非对映异构 体混合物。因此合适的还原糖或它们的等效物包括处于醛糖或酮醣形式的单糖类，包括一 种丙糖、一种丁糖、一种戊糖、一种己糖、或一种庚糖，如甘油醛、二羟基丙酮、赤藓糖、苏糖、 赤藓酮糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖；核酮糖、阿拉伯酮糖、木酮糖(xylulose)、木酮糖 (lyxulose)、葡萄糖(即右旋糖)、甘露糖、半乳糖、阿洛糖、阿卓糖、塔罗糖、古洛糖、艾杜 糖；果糖、阿洛酮糖、树酮糖(dendroketose)、丁醛糖、戊醛糖、己醛糖、山梨糖、塔格糖、以 及景天庚酮糖；一种多糖，如蔗糖、乳糖、麦芽糖、淀粉、以及纤维素，或它们的一种组合。具体地讲，在制造一种美拉德反应产物的美拉德反应中使用的合适的还原糖或还 原糖等效物包括右旋糖、果糖、果葡糖浆、二羟基丙酮、赤藓酮糖、核酮糖、木酮糖、阿洛酮 糖、山梨糖、塔格糖、甘油醛、赤藓糖、苏糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、阿洛糖、阿卓糖、甘露糖、 古洛糖、半乳糖、塔罗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖以及龙胆二糖。其他还原糖等效物像糠醛、 丙酮醛、乙醛、巴豆醛、2-呋喃甲醛、奎宁抗坏血酸、乙醇醛、乙醇醛二聚物、反式-3-(2-呋 喃基)丙烯醛、丙烯醛、2，5_二(羟甲基)呋喃、呋喃甲醛、5-羟甲基糠醛、5-甲基呋喃甲醛、 5-甲基糠醛、4-羟基巴豆醛、肉桂醛以及其它们的组合也适合用作该美拉德反应的原料。目前的思考在于通过一种美拉德反应产生的分子很可能包括一种一般结构， 该结构包含一条带有一个偶然氮原子的碳原子主链、有可能的共轭双键的长序列、以 及有可能的高亲水性侧链(由于在许多碳原子上羟基被取代)(参见“Isolation and Identification ofNonvolatile. Water Soluble Maillard Reaction Products, "Thesis, Eva Kaminski，McGi 11 University 1997)。认为至少一些氮原子是双键键合至该碳链中的 一个碳上，并且在一些氮原子上的被取代的碳侧链的存在使得一些氮原子是四元的，因此 经常将某种阳离子特征引入这些分子中。蛋白黑素典型地展示了一种随着温度和加热时间而增大的原子C N比、不 饱和度、以及化学芳香性(参见 Ames，J.M. in" The MaillardBrowning Reaction—an update, " Chemistry and Industry (GreatBritain)，1988，7，558—561，gj^ ^iftilil弓| 用结合在此)。因此，与本发明考虑的不同应用(包括某些分离方法)相联系使用的美拉德 反应产物可以含有蛋白黑素，或者其他美拉德反应产物与这些理解一致。本发明还考虑在制备该美拉德反应产物时，与还原糖或等效物一起加入一种非碳 水化合物的多羟基反应物。任选与还原糖或等效物结合使用来制造美拉德反应产物的非碳 水化合物多羟基反应物的非限制性实例是三羟甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇、部分水解的聚 乙酸乙烯酯、完全水解的聚乙酸乙烯酯(即，聚乙烯醇)、以及它们的多种混合物。合适的美拉德反应产物的制备是通过将(1) 一种胺反应物与( 一种还原糖或一 种还原糖等效物、或它们的一种混合物在有助于美拉德反应的条件下进行混合而容易地完 成的。该反应可以在一种水性介质中进行，并且总体上在一个范围的pH条件下进行，尽管 最常采用一种酸性PH。取决于所选择的特定反应物，该反应可以在环境条件下进行、或者可 以要求温和加热来诱发该反应。已经证明在一种水性介质中在回流条件下进行该反应是合 适的。总体上，该反应一旦被诱发就是充分放热的，可以不必提供任何另外的加热，这样使 得该反应系统成为自回流的。尽管用于制备美拉德反应产物的(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原 糖等效物、或它们的一种混合物的相对量可以根据具体情况进行改变，但是多数情况下以13还原糖(或还原糖等效物)的摩尔数比上胺反应物中的胺功能基团(反应性氨基)的摩尔 数的相对比率在11至31的范围内制备制备美拉德反应产物应该是合适的。因此，在一个实施方案中，用于制备美拉德反应产物的反应物混合物可以包括一 种胺反应物(如氨)、一种多元羧酸(即，柠檬酸)、以及一种还原糖(即，葡萄糖)以摩尔数 氨摩尔数柠檬酸摩尔数右旋糖的摩尔比为3. 3 1 6提供的一种水性混合物。在这 种情况下，提供了一种稍微过量的氨(约10%)，是设计来完全中和该柠檬酸。尽管如此， 该氨的挥发性可能阻止美拉德反应产物形成过程中该柠檬酸的全部或完全中和。当生产用于某些应用(如用于一种分离方法中)的美拉德反应产物时，控制反应 发生的程度可能是有用的。一方面，该胺反应物和该还原糖或等效物的一种简单的物理混 合物(例如，一种水溶液)可能不是有效的辅助剂，例如抑浮剂或捕收剂。另一方面，如果 允许这个导致该美拉德反应产物的反应进行至干燥，那么在某些情况中可能形成一种高度 水不可溶的硬的热固性材料。即使在此情况下将生成的固体捣碎成小颗粒，该材料可能不 是一种有效的辅助剂。因此，在某些情况下可能需要控制该反应来达到一个点，此时这些反 应物和/或产物的溶液或混合物变成粘性的，但是仍然保持一些水溶性、可混和性、和/或 在水中的仍然是可分散的。该美拉德反应产物在一种分离方法中充当辅助剂的能力因此可 能随着其分子量的变化而变化。形成美拉德反应产物的这个反应的精确的所希望的终点将根据其预期的最终使 用而变化并且受到多种因素影响，如选择的具体反应物、反应物浓度、反应温度、PH、时间， 等等。备有本申请的披露内容的一位普通技术工人仅通过例行试验的练习就能够识别适合 用于生产一种有待作为辅助剂用于具体应用(包括一种特定的分离方法)的合适的美拉德 反应产物的一组条件。诸位申请人已经观察到，在用氨水、柠檬酸以及右旋糖制得的一种美 拉德反应产物的情况下，将该水性混合物加热至大气回流、移除热量并且然后使其冷却至 室温(环境温度)生成了一种适合用作抑浮剂的产物。生成的美拉德反应产物可以作为一 种水溶液或分散体来使用，并且可以将一些形式进行干燥(例如像通过喷雾干燥)以形成 一种固体产物。该美拉德反应产物在一种水性介质中的pH可以从酸性的(即pH小于7，例如在2 与6之间)至碱性的pH(即pH大于7，例如在8与12之间)而变化，取决于这些不同反应 物的特定种类和量值。本发明考虑了中和，即依据该反应产物的PH使用一种适当的碱或酸 来形成此类酸性和碱性反应产物的一种盐。还考虑将这样的中和产物用作根据本发明的分 离方法中的一种辅助剂。因此，在一种酸性反应产物的情况下，可以向该美拉德反应产物中 加入一种碱，如一种碱金属或碱土金属的氢氧化物(例如，氢氧化钠或氢氧化钾)、一种胺 (例如，一种伯胺、仲胺、或叔胺，如胍)、氨或某些其他有机或无机的碱。可替代地，在一种 碱性反应产物的情况下，可以向该美拉德反应产物中加入一种酸，如一种无机酸(例如，盐 酸或硫酸)或一种有机酸(例如，乙酸或甲酸)，以形成中和的盐。在一个实施方案中，本发明是针对将上述美拉德反应产物作为辅助剂用于将各种 各样的固体和/或离子种类从它们悬浮和/或溶解于其中的液体(通常是水)中去除(总 体上是以一种选择的方式)。这些美拉德反应产物取决于它们的特定结构而在许多类型的 材料(包括矿物和金属矿石)的选矿中、在为了将印刷纸浆脱墨的分散油墨颗粒的浮选中、 在高岭土粘土的选矿中、以及在浙青从砂和/或粘土污染物的回收中作为浮选抑浮剂或捕收剂是尤其有用的，在此仅列举几个浮选应用。的确，在一种单一的分离系统或方法中可以 使用此类材料的组合，这些不同的材料依据它们的特定结构而单独地作为抑浮剂和作为起 捕收剂起作用。对于在此类分离方法(包括下文中确定的方法)中用作一种辅助剂，已考虑有效 量的美拉德反应产物的将通常是所处理的溶液、浆料、悬浮液或分散体(例如，一种含粘土 的矿浆)中每重量份的总固体材料在约0.0001至0.1重量份之间的美拉德反应产物。预 计在大多数情况下，有效量的美拉德反应产物将通常是所处理的溶液、浆料、悬浮液或分散 体中每重量份的总固体材料在约0. 0005至0. 05重量份之间的美拉德反应产物。在任何情 况下，本领域内普通技术人员仅使用常规实验就可以容易地确定用于任何特定的固体分离 方法的美拉德反应产物的有效的、特别是最佳的添加量。在另一个实施方案中，本发明的美拉德反应产物作为一种辅助剂同样有用于处理 水性液体悬浮液(例如，含砂、粘土、煤、和/或其他固体的水性悬浮液，如使用的钻头切屑 流体，以及磷酸盐和煤生产中、污水处理中、造纸中(例如，在脱墨过程中)或浙青回收设施 中的处理流和排出流)以协助使用了多种有可能的分离方法进行的分散颗粒(如固体颗 粒)还有潜在金属阳离子的去除(例如，在饮用水的净化中)(如通过沉淀、过滤或浮选，但 不限于此)。预期这些美拉德反应产物依据它们的特定结构(如在此说明的)而对各种经 常被视为污染物的分散材料、尤其是硅质材料如砂和粘土具有选择性。在一种分离过程中，使用一种美拉德反应产物在用于通过浮选对一种矿石选矿的 方法中作为浮选抑制剂。该方法包括使用一定量值的该美拉德反应产物对一种矿石颗粒的 水性浆料进行处理，该量值对于压下一种来自该浆料中的贵重材料中的杂质是有效的，该 杂质是选自但不限于砂、粘土、氧化铁、氧化钛、含铁的二氧化钛、云母、钛铁矿、电气石、硅 酸铝、方解石、白云石、硬石膏、铁镁矿物、长石、碳酸钙镁、火成岩、土壤、以及它们的多种混 合物。该贵重材料可以包括但不限于磷酸盐、钾碱、石灰、硫酸盐、石膏、铁、钼、金、钯、钛、 钼、铜、铀、铬、钨、锰、镁、铅、锌、粘土、煤、银、石墨、镍、铝土矿、硼砂、以及硼酸盐。将该浆料 通过使该美拉德反应产物与该浆料简单混合而进行处理。如果该美拉德反应产物被制备为使得它含有强阳离子的官能度，如一个三甲基铵 部分，则生成的美拉德反应产物可能具有增强的抑浮剂官能度来压下硅酸盐类，像粘土、云 母、滑石、长石、高岭土、蓝晶石、白云母、炉甘石、以及异极矿。这种阳离子官能度的结合可 以通过将胆碱、甜菜碱、肉毒碱、卵磷脂、咪唑啉或它们的共混物作为胺反应物掺入美拉德 反应产物的合成中来实现。将强阳离子官能度结合到该美拉德反应产物中的一种替代的方 法是对一种高胺功能性的美拉德反应产物进行后处理，如用聚胺类、用一种强烷化剂(像 甲基溴、甲基碘、硫酸二甲酯以及硫酸二乙酯)制成的一种物质。在另一个实施方案中，美拉德反应产物可以进行改性以含有硫官能度。一种硫改 性的美拉德反应产物将在一个反浮选过程中(其中浮选出脉石或一些其他矿石)具有作为 贵重矿石的抑浮剂的用途。在一种美拉德反应产物中结合硫官能度可以通过多种方法实 现，这些方法包括用二硫化碳对一种胺功能性的美拉德反应产物进行后处理以加入硫羰氨 基甲酸酯官能度。可替代地，该美拉德反应产物的合成可以在二硫化碳、巯基乙酸、巯乙胺、 半胱氨酸、胱氨酸、硫辛酸、蛋氨酸硫脲、或它们的多种共混物的存在下进行。将硫官能度加 入美拉德反应产物中的另一种替代的手段是在美拉德反应产物合成的前端简单地包括二硫化碳以产生黄原酸盐官能度。生成的硫功能性的美拉德反应产物然后可以在铁、银、铜、 锌、铅、钼、锑、铋、金、砷、钴、镍、以及钼族金属的硫化物矿石的反浮选中用作一种抑浮剂。对于其他应用，可能令人希望的是将选自磷酸盐、膦酸盐、或磷酸酯官能度的磷官 能度结合到该美拉德反应产物中。将预期一种具有磷酸盐、膦酸盐、或磷酸酯官能度的美拉 德反应产物会在一种浮选分离过程中以对这些部分的亲和力来压下矿物。生成的产物可以 用作对于含铁和钛的重矿物、黑云母、方解石、白云石、以及菱镁矿的一种抑浮剂。该磷酸 盐、膦酸盐、或磷酸酯官能度的结合可以例如通过将氨基三亚甲基膦酸盐、三氯化磷、五氯 化磷、膦酰基丁烷三羧酸、三氯氧化磷、五氧化二磷、或它们的多种共混物结合到该美拉德 反应产物的合成中来实现。将磷酸盐、膦酸盐、或磷酸酯官能度结合到该美拉德反应产物中 的一种替代方法是用三氯化磷、五氯化磷、膦酰基丁烷三羧酸、三氯氧化磷、五氧化二磷对 一种美拉德反应产物进行后处理。还将预期此类美拉德反应产物具有腐蚀抑制活性，尤其 是当该美拉德反应产物是使用一种脂肪胺类型的胺反应物制成的一种物质时(如此后讨 论的)。对于仍然其他的多种应用，可能令人希望的是将磺酸盐或硫酸盐官能度结合到一 种美拉德反应产物中。将预期具有磺酸盐或硫酸盐官能度的一种美拉德反应产物会在一种 浮选分离过程中以对这些部分的亲和力来压下矿物。此官能度最好是通过用一种亚硫酸 盐、一种亚硫酸氢盐、或发烟硫酸对一种美拉德反应产物的后处理而实现的。可替代地，可 以将硫酸化的或磺化的试剂(如氨甲基磺酸盐、氨乙基硫酸氢盐、萘基胺磺酸、磺胺酸、氨 乙基硫酸氢盐、萘基胺磺酸、氨基磺酸、磺基苯二甲酸、磺基乙酸、邻磺酸基苯甲酸、磺基水 杨酸、磺基琥珀酸、二氨基苯磺酸、牛磺酸或这些材料的任何共混物)结合到该美拉德反应 产物的合成中。交替地，可以用硫酸对该美拉德反应产物进行后处理来加入硫酸盐官能度 以便形成此磺酸盐或硫酸盐改性的美拉德反应产物。还将预期此类美拉德反应产物具有腐 蚀抑制活性，尤其是当该美拉德反应产物是使用一种脂肪胺类型的胺反应物制成的一种物 质时(如此后讨论的)。在另一个实施方案中，可以将该美拉德反应产物进行优化以便用作一种浮选捕收 剂，如在铁、烧绿石、以及磷酸盐的反浮选中，以及在粘土、云母、滑石、长石、高岭土、蓝晶 石、钾碱、白云母、炉甘石、菱锌矿、以及异极矿的直接浮选中。在此情况下，将对该胺反应物 进行选择以便为一种特定的应用提供足够的疏水性。例如，该美拉德反应产物将是用一种 脂肪胺反应物制成的，例如，一种伯胺(NH2R1)或一种仲胺(NHR1R2),其中R1和R2取代基中 的至少一个包括至少七个碳原子的一个烷基链，如辛酰胺、棕榈胺、十二烷胺、庚胺、硬脂酰 胺、十二烷基苯胺、以及11-氨基-十一烷酸，并且还包括一种二胺或聚胺与松香酸、马来化 的松香、马来化的不饱和脂肪酸、氧化的不饱和脂肪酸、氧化的马来化的不饱和脂肪酸、不 饱和脂肪酸二聚体以及三聚体(特别在该脂肪酸是TOFA时)的酰胺基胺反应产物。以此 方式生产一种美拉德反应产物有助于它用作一种浮选捕收剂，因为该核心结构提供了结合 至一种贵重矿物上并且因此通过该美拉德反应产物的脂肪尾部将这种矿物连接至空气泡 上的一个部分，因此允许该矿物浮起。在使用这些特定的美拉德反应产物捕收剂时，最佳结 果将很可能在胺与其他官能度的比率相对高并且将浮选介质的PH用任何数目的矿物或有 机酸(除其他之外像乙酸、甲酸、盐酸、硫酸、和/或磷酸)调低以将任何活性胺质子化时获 得。16
通过使用酸功能性的脂肪原料，像烯烃类与马来酸、马来化的不饱和脂肪酸、氧化 的不饱和脂肪酸、氧化的马来化的不饱和脂肪酸、不饱和的脂肪酸二聚物和三聚物、特别是 基于TOFA的材料的加合物，可以使某些矿石浮起，包括磷灰石以及其他的磷酸盐矿石、长 石、石膏、重晶石、氧化铅矿石、石灰、天青石、氟石、钾盐镁矾、硫酸铅矿、硬石膏、萤石、钾 碱、菱镁矿、白钨矿、明矾石、铝土矿、石膏、黑云母、白云石、钠长石、正长石、微斜长石、铌铁 矿、钽铁矿、烧绿石、锡石、黑钨矿、金红石、钛铁矿、赤铁矿、高岭土、以及方解石。而且，如果将硫和脂肪官能度两者都结合到该美拉德反应产物中，则生成的产物 可以在铁、银、铜、锌、铅、钼、锑、铋、金、砷、钴、镍、以及钼族金属的硫化物矿石的浮选中用 作一种捕收剂。如以上所指出的，脂肪官能度可以通过使用脂肪胺反应物或者通过使用脂 肪酸类型的材料来引入以改性该胺反应物。硫官能度的结合是几种方法实现的，包括使脂 肪胺功能性的美拉德反应产物与二硫化碳进行后反应以便加入硫羰氨基甲酸盐官能度，将 二硫化碳、巯基乙酸、巯乙胺、半胱氨酸、胱氨酸、硫辛酸、蛋氨酸硫脲、或者它们的多种共混 物结合到该美拉德反应产物的合成中。加入硫官能度的另一种替代方法是在美拉德反应产 物合成的前端简单地包括二硫化碳以产生黄原酸盐官能度。可替代地，将强阳离子的官能度(如三甲基铵部分)结合到还含有脂肪官能度 (如上述的)的美拉德反应产物中，生成的产物可以在硅酸盐(像粘土、云母、滑石、长石、高 岭土、蓝晶石、白云母、炉甘石、以及异极矿)的直接浮选中用作一种捕收剂。如以上所指出 的，阳离子的官能度可以通过将胆碱、甜菜碱、肉毒碱、卵磷脂或它们的多种混合物结合到 该美拉德反应产物的合成中来引入。结合强阳离子的官能度的一种替代方法是用一种强烷 化剂(像甲基溴、甲基碘、硫酸二甲酯以及硫酸二乙酯)对高度胺功能性的美拉德反应产物 进行后处理。结合强阳离子的官能度的又另一替代方法是或者在一个前面的或者在一个后 面的美拉德反应步骤中将酰氨基胺官能度转化为咪唑啉官能度。而且，如果将二硫代磷酸盐和脂肪官能度结合到该美拉德反应产物中，则生成的 产物可以在铁、银、铜、锌、铅、钼、锑、铋、金、砷、钴、镍、以及钼族金属的硫化物矿石的浮选 中用作一种捕收剂。此种捕收剂还可以用在金刚石的浮选中。此种官能度的结合可以通过 将五硫化二磷结合到该美拉德反应产物的合成中来实现。二硫代磷酸盐捕收剂经常是与含 硫官能度的捕收剂结合使用的。还将预期此类美拉德反应产物具有腐蚀抑制活性。在另一个实施方案中，用于含铁和钛的重矿物、黑云母、方解石、白云石、菱镁矿、 以及氟石的直接浮选的一种捕收剂可以通过将磷酸盐、膦酸盐、或磷酸酯官能度结合到一 种含脂肪官能度的美拉德反应产物中来制备。该磷酸盐功能性的脂肪的美拉德反应产物捕 收剂可以与其他多种捕收剂(像胺功能性的或羧酸功能性的捕收剂)结合来使用。该磷酸 盐、膦酸盐、或磷酸酯官能度的结合是通过将氨基三亚甲基膦酸盐、三氯化磷、五氯化磷、膦 酰基丁烷三羧酸、三氯氧化磷、五氧化二磷、卵磷脂、或它们的多种共混物结合到该美拉德 反应产物的合成中来实现的。结合磷酸盐、膦酸盐、或磷酸酯官能度的一种替代方法是用三 氯化磷、五氯化磷、膦酰基丁烷三羧酸、三氯氧化磷、或五氧化二磷对一种高度胺功能性的 美拉德反应产物进行后处理。还将预期此类美拉德反应产物具有腐蚀抑制活性。在另一个实施方案中，磺酸盐或硫酸盐官能度进入一种脂肪美拉德反应产物中用 作一种捕收剂。此官能度最好是通过一种脂肪的美拉德反应产物与一种亚硫酸盐、一种亚 硫酸氢盐、或发烟硫酸的后加成而实现的。可替代地，可以将硫酸化的或磺化的试剂(如对17氨基苯磺酸、氨基磺酸、磺基苯二甲酸、磺基乙酸、邻磺酸基苯甲酸、磺基水杨酸、磺基琥珀 酸、二氨基苯磺酸、牛磺酸、氨甲基磺酸盐、氨乙基硫酸氢盐、萘基胺磺酸、或这些材料的任 何共混物)结合到该美拉德反应产物的合成中。硫酸化的不饱和的和/或羟基功能性的脂 肪酸(如蓖麻油酸)可以用作起始材料来制造硫酸化的美拉德反应产物。这些硫酸化的脂 肪酸是通过用硫酸处理不饱和的和/或羟基功能性的脂肪酸而制得的。这些硫酸化的脂肪 酸在结合到美拉德反应中之前可以被氧化和/或被马来化。替代地，该美拉德反应产物可 以用硫酸后进行处理以加入硫酸盐官能度。生成的磺化的或硫酸化的美拉德反应产物将特 别有用于作为黑云母、方解石、白云石、菱镁矿、氧化铁、金红石、天青石、石膏、钾盐镁矾、硫 酸铅矿、铝土矿、重晶石、明矾石、氟石、硬石膏、以及钛铁矿的一种捕收剂。还将预期此类美 拉德反应产物具有腐蚀抑制活性。在另一个实施方案中，可以使用一种被改性来包括氧肟酸官能度的美拉德反应产 物作为一种捕收剂。此种官能度可以通过在美拉德反应产物的合成之前将预定用于美拉德 反应产物的合成的一些或所有脂肪酸类型的原料与羟胺进行缩合来实现。可替代地，可以 使羟胺与用脂肪酸类型的材料制成的美拉德反应产物进行缩合，或者是在一个后反应中， 或者该羟胺可以在美拉德反应产物的合成过程中作为一种原料被包括。含异羟肟酸酯官能 度的脂肪的美拉德反应产物可以用在以下物质的浮选中氧化物、氢氧化物、以及磷酸盐矿 物像易解石、锐钛矿、水锑铅矿、方铁锰矿、板钛矿、金绿宝石、铌铁矿、刚玉、赤铜矿、黑稀金 矿、褐钇铌矿、黑锰矿、赤铁矿、钛铁矿、钙钛矿、方镁石、复稀金矿、假板钛矿、烧绿石、贝塔 石、细晶石、拉锰矿、钡硬锰矿、锡石、块黑铅矿、软锰矿、金红石、斯石英、铌钇矿、方锑矿、铬 铁矿、锌铁尖晶石、针尖晶石、镁铬铁矿、磁铁矿、尖晶石、塔菲石、钽铁矿、重钽铁矿、晶质铀 矿、锑华、红锌矿、水镁石、三水铝石、针铁矿、褐铁矿、水锰矿、硬锰矿、锑钙石、水锑银矿、钒 钾铀矿、钒钙铀矿、变钙铀云母、钙铀云母、磷灰石、福磷钙铀矿、铜铀云母、水磷铈矿、磷铁 锂矿、磷钙铝矾、磷铝钠石、磷酸钙铈矿(chirchite)、磷锰锂矿、磷铅铝矾、磷锶铝矾、水砷 铁铜石、黄磷铁矿、绿磷铅铜矿、磷铝石、磷锌矿、变钾铀云母、磷钙锌矿、红磷铁矿、白磷钙 矿、磷钇矿、磷铝锂石、羟磷铁钠石、劳埃石、变钡铀云母、变磷铝石、羟磷铝锂石、假孔雀石、 绿铁矿、施特伦茨石、三斜磷锌矿、磷铝镁铁钙石、斜磷钙铁矿、光彩石、簇磷铁矿、铁绿松 石、磷钙镁石、钡铀云母、铜砷铀云母、硅钾铀矿、硅钙铀矿、变铜铀云母、变钡铀云母、砷铋 铀矿、水钾铀矾、铀矾、硫磷铝铁铀矿、独居石、黄锑华、羟碲铜锌石(quetzalcoaltlite)、红 锌矿、硅锰锌矿、绿铜锌矿、羟碳锌石、锌孔雀石、羟钒锌铅石、磷锌矿、磷锌铜矿、基铜矾、以 及针尖晶石。通过使脂肪碳的水平最大化并且使极性基团与烷基基团的摩尔比最小化，可以合 成一种美拉德反应产物，它将是目前用燃料油或柴油燃料进行处理的矿物(如煤、油砂、重 原油、硫、长石以及磷酸盐矿石，像磷灰石)的一种优异捕收剂。这个结果是通过将烷基酚 甲醛缩合物和烷氧基化的烷基酚甲醛缩合物结合到美拉德反应产物的合成中或者可替代 地通过将这些缩合物与美拉德反应产物共混来实现的。另一种替代方案是简单地调整脂 肪酸或脂肪酸衍生物类与更极性的原料(如还原糖)的摩尔比。其他反应性的但相对非极 性的原料(像苯甲醛，苯胺，脂肪醇和脂肪胺与马来酸酐、邻苯二甲酸酸酐、四氢邻苯二甲 酸酐、或偏苯三酸酐的单-缩合产物，苄胺、萘胺、烷基和链烯基琥珀酸、天然油(包括植物 油)、苯甲酸、以及烷基苯甲酸)的结合也提供了一种合适的途径。通过将足够疏水性的此类美拉德反应产物与燃料油、柴油、或其他非极性溶剂和添加剂进行后共混可以增加活性 并且减少成本。在另一个实施方案中，美拉德反应产物可以进行改性以含有硅烷官能度。一种硅 烷改性的美拉德反应产物将具有作为硅酸盐的浮选抑浮剂的用途。在一种美拉德反应产物 中结合硅烷官能度可以通过多种方法来实现，这些方法包括使一种氯代硅烷(例如像二甲 基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、乙基三氯 硅烷、苯基三氯硅烷、三氯硅烷、三甲基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、或四氯化硅)与一种美拉 德反应产物进行后反应。硅烷改性还可以通过用一种环氧功能性的硅烷(如缩水甘油氧基 丙基三甲氧基硅烷或缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷)对一种美拉德反应产物进行 后处理来实现。可替代地，可以将一种胺功能性的硅烷像氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙 基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基 硅烷三元醇均聚物、以及乙烯基苄基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷作为该反应性胺组分的部 分或者全部结合到该美拉德反应产物的合成中。此外，可以将一种环氧硅烷像缩水甘油氧 基丙基三甲氧基硅烷或缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷结合到该美拉德反应产物的 合成的前端中。如果希望是巯基硅烷官能度，那么可以将一种硅烷(像巯丙基三甲氧基硅 烷)结合到该美拉德合成中。作为硅酸盐的捕收剂有用的硅烷改性的美拉德反应产物还可以通过使用被用来 制造硅酸盐抑浮剂的所有相同的硅烷结合技术来获得，但是结合如上描述的一种脂肪胺或 脂肪酸官能成分将用于该美拉德反应产物合成中。氮杂冠醚和混合的杂原子冠醚经常被用来形成非常特殊的金属离子螯合物。这种 高选择性的螯合能力在被结合到一种美拉德反应产物中时可以提高生成的材料作为一种 浮选捕收剂或抑浮剂的实用性，这取决于脂肪官能度是否也被结合到该最后的产物中。在 又一个实施方案中，该美拉德反应产物可以进行改性以包含氮杂冠醚官能度。在一种美拉 德反应产物合成中使用该氮杂冠醚作为反应性胺的全部或一部分可以制得结合了氮杂冠 醚官能度的浮选捕收剂和抑浮剂。生成的美拉德反应产物是被用作一种捕收剂、还是改为 用作一种抑浮剂将取决于脂肪烷基链是被结合到了该美拉德反应产物中还是没有。将用在 此应用中的合适的氮杂冠醚包括1，4，8，11-四氮杂环十四烷；1，5，9-三氮杂环十二烷；1， 4,7-三氮环壬烷；1，4，7_三氮环壬烷三HCl ；1-氮杂-18-冠醚-6 ；1_氮杂_15_冠醚-5 ； 1，10-二氮杂-18-冠醚-6 ；1,4,8,11-四氮杂环十四烷_5，7-二酮以及它们的共混物。同 样地，以相同的方式加入制成的卟啉以将大环的螯合官能度结合到该美拉德反应产物中。酚类和取代的酚类经常与某些金属离子(像铁)形成非常强的络合物。可以将这 种形成络合物的能力结合到一种美拉德反应产物中以便为生成的材料提供作为浮选捕收 剂或抑浮剂的实用性，这取决于在合成的过程中是否也结合了脂肪官能度。因此，在又一个 实施方案中，美拉德反应产物可以进行改性来保含酚的官能度。结合了酚官能度的捕收剂 可以通过使一种脂肪酸与一种氨基酚类化合物(像氨基苯酚、氨基水杨酸、氨基苯硫酚、氨 基间苯二酚、以及氨基(乙磺酰)苯酚)进行缩合并且将生成的酚类脂肪酰胺用在旨在用 作浮选捕收剂的美拉德反应产物的合成中来制造。同样地，该氨基酚类化合物可以用作旨 在用作浮选捕收剂的美拉德反应产物的反应性胺组分的一部分或者全部，取决于在合成的 过程中是否也结合了脂肪官能度。19
关于其他应用，可能希望的是将一种多糖与美拉德反应产物相结合。可以将一种 用多糖化学改性的或有可能与其共混的一种美拉德反应产物作为一种抑浮剂使用。可以将 该多糖加在合成的前端以便化学结合到美拉德反应产物中，或者可以将该多糖作为与美拉 德反应产物的一种物理共混组分而掺入。合适的多糖包括例如淀粉、阳离子的淀粉、胶质、 糊精、以及它们的多种共混物。在另一个实施方案中，美拉德反应产物可以在一种用于纯化含有固体污染物的水 性液体悬浮液的方法中用作一种辅助剂。通过以悬浮液中每重量份总固体材料在约0. 0001 至0. 1重量份之间的美拉德反应产物的量值加入美拉德反应产物获得了多种结果。该方法 包括用该美拉德反应产物处理(接触)该液体悬浮液、并且或者在该处理步骤之后或过程 中去除(1)富含污染物的分量中的至少一部分固体污染物和/或( 一种纯化的液体。该 处理步骤可以包括使该固体污染物(例如，砂或粘土)絮凝。该去除步骤可以通过沉降、浮 选、或过滤来完成。特定的应用可以包括回收一种纯化的油井钻探流体以便在油井钻探中 再使用、从粘土泥中回收净化的水以便在一种磷酸盐回收操作中再使用、将一种水性煤浆 脱水、将污水脱水、将一种纸浆或造纸厂排放液脱水、或者从砂或粘土杂质中回收浙青。在另一个实施方案中，该美拉德反应产物还可以用于从金属的阳离子污染中净化 水。该方法包括用一种美拉德反应产物处理(例如，接触)该水并且通过过滤去除至少一 部分金属阳离子以产生净化的水(例如，可饮用的水)。去除可以通过使用膜过滤来辅助。在又另一个实施方案中，该美拉德反应产物还可以用于空气粉尘抑压。该美拉德 反应产物可以在按重量计约百分之0.01至10之间的美拉德反应产物的浓度来应用。具 体来说，可以将一种美拉德反应产物的组合物，例如一种水性组合物，施用到一个粉尘产生 表面上以便减少空气粉尘的生成。这样一种组合物可以用在道路上、运载逸散性固体的开 放式有轨汽车和卡车上、输送带上、用于脏的停车场、以及空气粉尘的产生会呈现出问题的 其他表面。美拉德反应产物也可以与某些添加剂共混或者与其共反应以改进在此类应用中 的性能或者降低该组合物的总成本。此类添加剂包括粗制妥尔油、氧化的粗制妥尔油、燃 料油、煤油、重油和蜡、腐植酸、单宁酸、木素磺酸盐(酯)、多糖类、脲甲醛加合物、妥尔油浙 青、煤焦油浙青、柏油、脂肪酸、氧化的不饱和脂肪酸、氧化的马来化不饱和脂肪酸、马来化 不饱和脂肪酸、脂肪酸二聚物、植物油、动物油以及脂类。还可能令人希望的是此类应用将 强阳离子的官能度(如一个三甲基铵部分)结合到美拉德反应产物中以改进在粉尘形成基 底上的粘附性。如以上所指出的，这种阳离子官能度的结合可以通过将胆碱、甜菜碱、肉毒 碱、卵磷脂、咪唑啉、或它们的多种混合物结合到美拉德反应产物的合成中来实现。结合强 阳离子官能度的一种替代方法是用一种强烷化剂(像甲基溴、甲基碘、硫酸二甲酯以及硫 酸二乙酯)对高度胺功能性的美拉德反应产物(如用聚胺制成的一种)进行后处理。在又另一个实施方案中，该美拉德反应产物可以用作一种缓释肥料。在此应用中， 美拉德反应产物将是使用一种含高氮的胺反应物和/或通过以胺反应物与还原糖或等效 物的高摩尔比来形成美拉德反应产物而进行制备。优选的胺反应物将包括氨、赖氨酸、以及 胍。优选的还原糖将是贡献最少量的碳的那些，如甘油醛以及二羟基丙酮。还可以将美拉 德反应产物与某些添加剂共混或者共反应以提供更大的营养价值，像粪肥、脲甲醛加合物、 脲、腐植酸、硝酸铵、磷酸钾、硝酸钾、磷酸铵以及微量营养素。可以将土壤改良剂(像膨胀 珍珠岩、蛭石、制陶土、或者腐植酸)与该产物共混。同样地，可以将杀虫剂、硝化抑制剂以及保水剂与美拉德反应产物共混。在另一个实施方案中，还可以将使用脂肪原料(脂肪胺反应物，包括与脂肪酸材 料的胺加合物)制成的美拉德反应产物(如上所述用作一种浮选捕收剂)用作一种乳化 剂。在此类应用中，疏水性材料可以在一种亲水性媒介物(例如水)中进行乳化。可替代 地，亲水性材料可以在一种疏水性媒介物(例如油)中进行乳化。在任一情况下，通过以每 重量份待乳化材料在约0. 0001至0. 1重量份之间的美拉德反应产物的一个量值加入美拉 德反应产物可以获得合适的结果。对于使用美拉德反应产物作为一种乳化作用辅助剂的具 体应用包括石油钻探泥浆、油砂处理、柏油、油管线、矿浆管线、以及其他要求乳化的过程。如以上所指出的，用脂肪胺反应物制成的和/或用脂肪酸类型的材料改性的美拉 德反应产物，特别是被进一步改性以引入其他官能团(如磷酸盐、膦酸盐、磷酸酯、磺酸盐、 硫酸盐、以及炔基基团)的那些，还可以用作腐蚀抑制剂。这个实施方案提供了一种用于减 少腐蚀的方法，包括使一种需要腐蚀保护的材料与一种美拉德反应产物相接触。易于进行 此种处理的应用包括石油钻探、油砂处理、石油炼油厂处理、油管线、矿浆管线、化学品工 厂、锅炉、以及其他要求保护金属免受腐蚀的过程。将炔基基团结合到美拉德反应产物中可 以通过在合成反应中使用乙炔二羧酸作为一种原料而完成。可替代地，可以使乙炔二醇类 与不饱和脂肪酸类、氧化的不饱和脂肪酸类、马来化的脂肪酸类和/或氧化的马来化的脂 肪酸类进行缩合，并且可以将生成的缩合产物掺入一种美拉德反应产物中。具有结合到美 拉德反应产物中的炔基基团的美拉德反应产物，尤其是由脂肪胺反应物制成的、或用脂肪 酸类型的材料改性的那些，也可能适合作为某些矿物的浮选捕收剂。在另一个实施方案中，可以将美拉德反应产物加入一种黏性浆料中以便降低其粘 度。被加入黏性浆料中时(例如水泥浆料或石膏浆料)来以更低的水使用量产生更高流动 性的材料在本领域中已知是替代地作为分散剂、超增塑剂、减水助剂以及类似物。从功能 上，这些材料降低了浆料的粘度从而允许它更容易流动。这些美拉德反应产物，尤其是上述 的脂肪的美拉德反应产物展示了这种行为。因此，本发明还针对一种用于减少一种黏性浆 料的粘度的方法，该方法包括将一种美拉德反应产物加入该浆料中。通过以该浆料中每重 量份总固体在约0.0001至0. 1重量份之间的美拉德反应产物的一个量值加入美拉德反应 产物可以获得多种结果。应理解的是，虽然本发明已经结合其具体实施方案进行了描述，但以上的说明以 及实例旨在阐释而非限制本发明的范围。除非另外确切指出，否则所有百分比均为按重量 计。贯穿本说明书以及在权利要求书中，术语“约”旨在涵盖+或-5 %。实例实例1用作抑浮剂的一种美拉德反应产物的制备根据以下程序制备了一种似美拉德的反应产物将1081克的无水右旋糖、194. 5 克的无水柠檬酸、以及183. 8克的氨水组合在一个反应器中并然后在搅拌的同时加热 至目标温度85°C。当该混合物达到85°C时终止加热，但是在该反应混合物开始冷却之前， 该放热反应将该温度进一步带至几乎105°C。在该反应的过程中，不向该容器施加真空。该 最终混合物是一种暗褐色的浆，使用设置为135°C的最大温度的一个微波CEM测得固体为 65%。其比重是1. 3。实例2实例1中生产的美拉德反应产物的滴定
将实例1中产生的12. 3克暗褐色的浆料稀释在98. 8克的水中，这里它呈现出pH 为3. 70。将0.2N NaOH溶液加入该溶液中，其中用一个pH探针进行间断的pH测试。需要 120ml的NaOH溶液来中和这12. 3克并且产生具有8. 5pH的一种溶液。加入超过这个量值 的NaOH溶液，pH会起初很高，但接着会随着时间降至约9的pH。为了用氨将美拉德反应产 物的溶液中和至与用120ml NaOH在12. 3g浆料上完成的相同的程度，对IOOg的浆将要求 约11. 85克氨水。实例3用氨水中和美拉德反应产物向468. 6g的实例1的美拉德反应产物中加入56克的氨水。产生的pH是 6. 72。使用设置在135°C的最大温度的一个微波CEM测试最终固体在65%。其比重是1. 3。实例4用碳酸胍中和美拉德反应产物将71. 9克的碳酸胍加入410. 2克的实例1的美拉德反应产物中。该混合物溶胀， 并且以两个IOOml等分部分加入200ml水以压下泡沫。使用设置在135°C的最大温度的一 个微波CEM，生成的混合物具有6. 08的pH和53%的固体含量。其比重是1. 22。实例5用作抑浮剂的一种右旋糖和赖氨酸的美拉德反应产物的制备根据以下程序制备了一种美拉德反应产物将720. 56克的无水右旋糖、183. 67克 的赖氨酸HC1、68. 3克的氨水、以及392克的水组合在一个反应器中并然后在搅拌的同 时加热至目标温度85°C。当该混合物达到85°C时终止加热，但是在该反应混合物开始冷却 之前，该放热反应将该温度进一步带至几乎105°C。给该容器施加真空以协助冷却。该最终 混合物是一种暗褐色的浆料，使用设置在135°C的最大温度的一个微波CEM测得固体为按 重量计62%。其比重是1.32。实例6用作抑浮剂的一种右旋糖和甜菜碱的美拉德反应产物的制备根据以下程序制备了一种美拉德反应产物将1080克的无水右旋糖、460克的甜 菜碱HC1、以及200克的氨水组合在一个反应容器中，并然后在搅拌的同时加热至目标 温度85°C。当该混合物达到85° C时终止加热，但是在该反应混合物开始冷却之前，该放热 反应将该温度进一步带至几乎105°C。给该容器施加真空以协助冷却。该最终混合物是一 种暗褐色的浆料，使用设置在135°C的最大温度的一个微波CEM测得固体为按重量计61 %。 其比重是1.23。实例7在Athrabasca油砂的浮选中作为粘土和砂的抑浮剂的来自实例4的美拉 德反应产物的评估使用一台Denver 2L 机械式浮选机器(Denver Model D-12)，对在 Athrabasca 油 砂的浮选中作为一种粘土和砂的抑浮剂的实例1、3以及4中说明的美拉德反应产物进行测 试。将美拉德反应产物加入950ml去离子水中，这样获得了 0. 1、0. 25以及0. 5磅/吨浆料的 剂量。将这些溶液的PH调至7. 3，并且在将其加入浮选池中之前，将这些溶液加热至50°C。 然后将450gm含14. 2%浙青的油砂加入该浮选池中。将生成的浆料在搅拌下(1500rpm)调 节aiiin。在调节之后，将空气打开至730ml/min的流速。使用一个抹刀，将漂浮在表面上的 浙青泡沫刮入一个收集容器中。将该浙青泡沫产物进行收集、称重、并且分析。对于基线测 量重复相同的程序，除了不加入美拉德反应产物。使用以下等式来计算浙青回收率、固体回 收率、以及分离效率RB = CB/FBX100%22
RS = CS/FSX100%SE = RB-RS其中RB:浙青回收率，RS:固体回收率，SE:分离效率，CB 浓缩物中浙青的重量，FB:进料中浙青的重量，CS:浓缩物中固体的重量，FS:进料中固体的重量。下表(表1)详述了使用和没有使用该抑浮剂的浮选性能(Rpm 1500 ；50°C, pH 7. 3 ；抑浮剂剂量0. 1 ；0. 25和0. 5磅/吨；调节时间2分钟)。表权利要求
1.用于从含有一种贵重材料的一种水性悬浮液、分散体、或溶液中获得该贵重材料的 一种方法，该方法包括向该水性悬浮液、分散体、或溶液中加入一种美拉德反应产物，该美 拉德反应产物包括(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖、一种还原糖等效物、或它们的一种 混合物的一种加合物。
2.用于从含有一种贵重材料的一种水性悬浮液或分散体中分离该贵重材料的一种浮 选方法，该浮选方法包括向该水性悬浮液或分散体中加入(1) 一种胺反应物与( 一种还 原糖、一种还原糖等效物、或它们的一种混合物的一种美拉德反应产物。
3.用于乳化一种材料的一种方法，该方法包括在一种美拉德反应产物的存在下将该材 料在一种适当液体中进行搅拌，该美拉德反应产物包括(1) 一种胺反应物与( 一种还原 糖或一种还原糖等效物、或它们的一种混合物的一种加合物。
4.一种用于减少腐蚀的方法，该方法包括将需要腐蚀保护的一种材料与一种美拉德反 应产物相接触，该美拉德反应产物包括(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖 等效物、或它们的一种混合物的一种加合物。
5.一种用于抑压空气粉尘的方法，该方法包括将一个粉尘产生表面与一种美拉德反应 产物相接触，该美拉德反应产物包括(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等 效物、或它们的一种混合物的一种加合物。
6.一种缓释施肥的方法，该方法包括向土壤施加一种含高氮的美拉德反应产物，该高 氮的美拉德反应产物包括(1) 一种高氮的胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效 物、或它们的一种混合物的一种加合物。
7.用于减少一种黏性浆料的粘度的一种方法，该方法包括向该浆料中加入一种美拉德 反应产物，该美拉德反应产物包括(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原糖等效 物、或它们的一种混合物的一种加合物。
8.一种美拉德反应产物，它是通过将(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原 糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成的，其中，该胺反应物是选自一种脂肪胺。
9.一种美拉德反应产物，它是通过将(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原 糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成的，其中，该美拉德反应产物具有高的阳离 子官能度。
10.一种美拉德反应产物，它是通过将(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还 原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成的，其中，该美拉德反应产物具有硫官能度。
11.一种美拉德反应产物，它是通过将(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还 原糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成的，其中，该美拉德反应产物具有磷官能度。
12.—种美拉德反应产物，它是通过将(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原 糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成的，其中，该美拉德反应产物具有硫酸盐或 磺酸盐官能度。
13.一种美拉德反应产物，它是通过将(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原 糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成的，其中，该美拉德反应产物具有氧肟酸官 能度。
14.一种美拉德反应产物，它是通过将(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原 糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成的，其中，该美拉德反应产物具有硅烷官能度。
15.一种美拉德反应产物，它是通过将(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原 糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成的，其中，该美拉德反应产物具有酚的官能度。
16.一种美拉德反应产物，它是通过将(1) 一种胺反应物与(2) —种还原糖或一种还原 糖等效物、或它们的一种混合物进行反应而形成的，其中，该美拉德反应产物具有氮杂冠醚 螯合官能度。
全文摘要
一种美拉德反应产物作为一种辅助剂在许多种应用中的用途，这些应用包括固液分离、腐蚀抑制、乳化作用、粉尘抑压、缓释施肥、粘度改性以及其他的应用，尤其是在分离过程中作为一种抑浮剂或捕收剂，包括固体和/或离子种类从水性介质中的选择性分离，如在泡沫浮选的过程中。
文档编号C23F11/10GK102056671SQ200980120423
公开日2011年5月11日 申请日期2009年6月5日 优先权日2008年6月5日
发明者B·L·斯韦福特, J·B·吉纳斯, P·G·杜皮克 申请人:佐治亚-太平洋化工品有限公司