一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法技术

一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法是以脂肪醇或脂肪醚为原料，以磷酸为磷酸化试剂，加入催化剂，通过减压反应一步合成烷基磷酸单酯，通过本发明专利技术合成的产物中单酯选择性高、单酯含量高，附加值高，可应用于化妆品等高端护肤产品中，同时本发明专利技术工艺简单，反应条件温和，反应速度快，是一种环境友好的绿色合成方法。

Synthesis of a highly selective alkyl phosphate monoester

A method for synthesizing high selectivity of monoalkyl phosphate is a fatty alcohol or fatty ether as raw material, using phosphoric acid as phosphorylation reagent, catalyst, reaction pressure by one-step synthesis of monoalkyl phosphate monoester, through high selectivity, the synthesized product of monoester content, high added value, can used in cosmetics and other high-end skin care products, at the same time, the invention has the advantages of simple process, mild reaction conditions, the reaction speed, is a green synthesis method for environment friendly.

【技术实现步骤摘要】
一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法
本专利技术涉及一种烷基磷酸酯的合成方法，具体来说是一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法。技术背景近年来，磷酸酯表面活性剂因其具有低毒性、无刺激性以及显著的可生物降解性等良好的性能而被广泛的应用。而烷基磷酸酯作为磷酸酯类表面活性剂之一，其溶解度高，热稳定性、耐硬水、耐酸碱、耐无机盐、耐高温及抗静电等性能均优于一般表面活性剂，因而广泛地应用于化纤油剂、乳化剂、抗静电剂、润滑剂等。尤其是其化学结构与生物膜类似，生物降解性优异，因此很大程度的被用在日化产品中。烷基磷酸酯包括单酯、双酯和三酯。烷基磷酸单酯以及其盐，具有润湿、洗净、增溶、乳化、润滑等多种功能，且其亲水性强，水溶性、集束性和抗静电性效果好，具有一定的防锈效果：特别是其性能温和，对皮肤的刺激性小于烷基磺酸盐，因而被广泛地应用于日化、纺织、采油等领域。烷基磷酸单酯因其独特的性能而被应用于各行各业，国内生产和销售的磷酸酯中单酯含量都不太高，高含量烷基磷酸单酯绝大部分需要进口，市售产品是单酯和双酯的混合物；同时烷基磷酸酯的分离难度较大，随着产品纯度和单酯含量的升高，价格也增加，原料的纯度越高，其制备的化妆品安全性越高。因此开展磷酸酯类表面活性剂新品种及新技术的研究，尤其是开发制备高纯度烷基磷酸单酯及烷基磷酸双酯合成技术，对促进我国表面活性剂工业的健康发展，以及满足国民经济各部门对表面活性剂的需要是非常必要的。专利CN103833785A采用P2O5为磷酸化试剂合成烷基磷酸酯，反应的产物为单双酯的混合物，单酯的含量为48-52wt%。工业上一般采用传统工艺P2O5合成磷酸酯，产品中单酯含量达到35%-65%，通过改进P2O5工艺（加水水解）后单酯的含量可以达到75%左右，同时由于合成产品中双酯的含量较高，因此单酯的选择性较低。专利CN104804038A采用三氯氧磷为磷酸化试剂合成烷基磷酸酯，该反应活性高，反应速度快，但原料三氯氧磷的沸点低容易挥发，生成的副产物HCl会腐蚀设备，且HCl易与ROH反应生成RCl副产物，不利于单酯的生成。专利CN103012469A采用磷酸为磷酸化试剂，加入带水剂合成烷基磷酸酯，因该工艺合成过程中加入有机溶剂甲苯、二氯乙烷等，使产物的后处理较困难，增加生产成本和耗能。鉴于以上的存在的问题，绿色合成高含量的单烷基磷酸酯具有现实意义和经济价值。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种环境友好，烷基磷酸单酯选择性高，工艺简单，成本低的烷基磷酸单酯的合成方法。本专利技术的方法以脂肪醇或脂肪醚为原料，以磷酸为磷酸化试剂，加入催化剂，通过减压反应一步合成烷基磷酸单酯，通过本专利技术合成的产物中单酯选择性高、单酯含量高，附加值高，可应用于化妆品等高端护肤产品中，同时本专利技术工艺简单，反应条件温和，反应速度快，是一种环境友好的绿色合成方法。为达到上述目的，本专利技术是这样实现的：一种高选择性磷酸单酯的合成方法，包括以下步骤：以脂肪醇或脂肪醚为原料，加入催化剂，在搅拌条件下加入磷酸进行酯化反应，得到产品。所述的脂肪醇或脂肪醚与磷酸的摩尔比为1-1.2:1。反应的条件为：反应温度为70-120℃，反应时间为1-15h，真空度为-0.02～-0.08MPa。所述的搅拌转速为200-700r/min。所述的催化剂为碱金属盐、碱土金属盐中的一种或几种复合物。碱金属盐为碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯中的一种或几种复合物；碱土金属盐为碳酸镁、硫酸钙、硫酸钡中的一种或几种复合物；碱金属盐与碱土金属盐的复合物为碳酸钾-硫酸钙复合、碳酸钾-碳酸镁复合、碳酸钾-硫酸钡复合、碳酸钠-碳酸镁复合、硫酸钙-碳酸钠复合、碳酸钠-硫酸钡复合、碳酸铯-碳酸镁复合、碳酸铯-硫酸钙复合或碳酸铯-硫酸钡复合。所述的催化剂的用量为原料总量的0.05-1wt%。所述的脂肪醇为单碳链醇及混碳醇，醚为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、以脂肪醇（醚）、磷酸为原料，原料来源广泛，并且便于储藏运输，成本低；2、使用磷酸减压工艺进行酯化反应，副产物仅为水，经济性高，是一条绿色的合成工艺路线。3、反应过程中不加入有机溶剂作带水剂，反应过程绿色化。4、合成的产品烷基磷酸酯中，单酯选择性高，单酯含量高。5、反应条件温和，反应速度快，合成工艺简单，适合大规模生产。具体实施方式：实施例1：称取天然十二醇55.9g于反应瓶中，加入0.43g硫酸钙，设定反应温度90℃，待温度达到90℃时，称取34.6g85%磷酸，将其缓慢加入反应瓶中，同时控制合适的搅拌转速、真空度，其中搅拌转速为200r/min，真空度为-0.08MPa，待磷酸滴加完毕后，反应7h。取样分析。其中十二烷基磷酸单酯含量为76wt%,单酯选择性为100%，经过提纯后单酯的含量达到91wt%。实施例2：称取十八醇145.5g于反应瓶中，加入0.1g硫酸钡和0.1g碳酸钠，设定反应温度70℃，待温度达到70℃时，称取57.7g85%磷酸，将其缓慢加入反应瓶中，同时控制合适的搅拌转速、真空度，其中搅拌转速为400r/min，真空表读数为-0.02Mpa，待磷酸滴加完毕后，反应1h，反应完毕后，取样分析待用。其中十八烷基磷酸单酯含量为71%，单酯选择性为100%，提纯后单酯的含量达到87%。实施例3：称取二十二醇68.6g于反应瓶中，加入0.71g碳酸铯，设定反应温度120℃，待温度达到120℃时，称取23.1g85%磷酸，将其缓慢加入反应瓶中，同时控制合适的搅拌转速、真空度，其中搅拌转速为500r/min，真空表读数为-0.05Mpa，待磷酸滴加完毕后，反应15h，反应完毕后，取样分析待用。其中烷基磷酸单酯含量为74%，单酯选择性为100%，提纯后的样品中单酯的含量为93%。实施例4：称取十二、十四混碳醇31.9g于反应瓶中，加入0.07g硫酸钡，设定反应温度80℃，待温度达到80℃时，称取17.3g85%磷酸，将其缓慢加入反应瓶中，同时控制合适的搅拌转速、真空度，其中搅拌转速为400r/min，真空表读数为-0.03Mpa，待磷酸滴加完毕后，反应9h，反应完毕后，取样分析待用。其中单酯含量为70%，单酯选择性为100%，提纯后的样品中单酯的含量为89%。实施例5：称取AEO3152.9g于反应瓶中，加入0.1g碳酸镁，设定反应温度110℃，待温度达到110℃时，称取46.1g85%磷酸，将其缓慢加入反应瓶中，同时控制合适的搅拌转速、真空度，其中搅拌转速为600r/min，真空表读数为-0.06Mpa，待磷酸滴加完毕后，反应4h，反应完毕后，取样分析待用。其中单酯含量为70%，单酯选择性为100%，提纯后的样品中单酯的含量为88%。实施例6：称取AEO9120.7g于反应瓶中，加入0.7g硫酸钙、0.7g硫酸钡，设定反应温度110℃，待温度达到110℃时，称取20.8g85%磷酸，将其缓慢加入反应瓶中，同时控制合适的搅拌转速、真空度，其中搅拌转速为700r/min，真空表读数为-0.04Mpa，待磷酸滴加完毕后，反应11h，反应完毕后，取样分析待用。其中单酯含量为72%，单酯选择性为100%，提纯后的样品中单酯的含量为90%。实施例7：称取十六醇37.5g于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法，其特征在于包括如下步骤：以脂肪醇或脂肪醚为原料，加入催化剂，在搅拌条件下加入磷酸进行酯化反应，得到产品。

【技术特征摘要】
1.一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法，其特征在于包括如下步骤：以脂肪醇或脂肪醚为原料，加入催化剂，在搅拌条件下加入磷酸进行酯化反应，得到产品。2.如权利要求1所述的一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法，其特征在于所述的脂肪醇或脂肪醚与磷酸的摩尔比为1-1.2:1。3.如权利要求1所述的一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法，其特征在于所述的反应的条件为：反应温度为70-120℃，反应时间为1-15h，真空度为-0.02～-0.08MPa。4.如权利要求1所述的一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法，其特征在于所述的搅拌转速为200-700r/min。5.如权利要求1所述的一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法，其特征在于所述的催化剂为碱金属盐、碱土金属盐中的一种或几种复合物。6.如权利要求5所述的一种高选择性烷基磷酸单酯的合成方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永红，师亚宁，张广良，李国晋，
申请(专利权)人：中国日用化学工业研究院，
类型：发明
国别省市：山西,14