N,N'-双(2-氨基乙基)-2,3-二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺及其制法和用途制造技术

本发明专利技术涉及到一种含磷阻燃剂N,N'

【技术实现步骤摘要】
N,N'
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双(2
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氨基乙基)
‑
2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺及其制法和用途


[0001]本专利技术属于有机磷阻燃剂的化学合成技术，具体涉及一种可工业化生产阻燃剂N,N'
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双(2
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氨基乙基)
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2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺及其制法和用途。

技术介绍

[0002]无卤环保型含磷阻燃剂2
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（二苯基磷酰基）丁二酸及其衍生物可应用于聚酯、聚酰胺或环氧树脂材料中，能使材料具有较好的阻燃效果，2,3
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二(二苯基磷酰基)琥丁二酸及其衍生物与其结构类似，但暂未见其作为阻燃剂应用的相关报道。目前2,3
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二(二苯基磷酰基)琥丁二酸及其衍生物的合成方法主要有两类：一、以二苯基氧化膦为原料法，二苯基氧化膦与丁炔二酸酯直接反应即可得到2
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（二苯基磷酰基）丁二酸及其衍生物，其代表文献有：ACS Catalysis,2019 , 9(8), 7143
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7153使用镧系金属催化剂催化反应；Current Organic Synthesis,2014, 11(1), 161
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166使用微波辅助合成法；Tetrahedron,2022, 111, 132720使用DBU碱性催化剂低温催化反应，二、以二苯基甲氧基膦为原料法，该合成法是：以二苯基甲氧基膦与丁炔二酸酯为原料，经三步反应转化制得2，3
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二（二苯基磷酰基）丁二酸酯，其代表文献有Journal ofthe Chemical Society, Perkin Transactions 1，1989, (12), 2425，上述合成方法各有特色，但往往存在合成产率低、生产成本高、反应设备特殊、产品副产物难除去等缺点，不适合工业化生产需求。在2，3
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二（二苯基磷酰基）丁二酸及其衍生物的研究基础上，本专利技术为进一步提升含磷阻燃剂的阻燃活性，将2，3
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二（二苯基磷酰基）丁二酸（酯）结构进行优化改进为N,N'
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双(2
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氨基乙基)
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2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺，同时开发一种具有工艺简单易行，产品纯度好，生产设备要求不高等优点的新制备工艺是有意义的。
[0003]
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有工艺简单易行、适合工业化生产的具有较好阻燃活性的阻燃剂N,N'
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双(2
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氨基乙基)
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2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺及其制法和用途。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案是：N,N'
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双(2
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氨基乙基)
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2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺，其特征结构如下：。
[0006]本专利技术还提供了上述N,N'
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双(2
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氨基乙基)
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2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺的合成方法，包括以下步骤：在氮气保护条件下，以二氧六环作为溶剂及少量对甲氧基苯酚为阻聚剂，二苯基磷氧和丁炔二酸二乙酯直接加热反应制得2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酸乙酯，再与过量乙二胺反应制得目标产物N,N'
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双(2
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氨基乙基)
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2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺。
[0007]本专利技术反应合成路线如下：本专利技术使用二苯基磷氧和丁炔二酸二乙酯为原料一步反应制备出阻燃剂2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酸乙酯中间体，其反应原料与文献方法一致，但本专利技术关键不同之处是合成工艺上作了改进，没有使用贵金属和碱性催化剂或微波辅助技术，而是使用少量对甲氧基苯酚为阻聚剂，抑制丁炔二酸酯及中间副产物2
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(二苯基磷酰基)马来酸酯的聚合反应发生，使二苯基磷氧和丁炔二酸二乙酯能在较高温度下直接顺利反应成为可能，其次，反应筛选1,4
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二氧六环为溶剂也为产品纯化提供了保障，其效果十分显著，常规选用甲苯、二甲苯、氯仿等溶剂时副产物2
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(二苯基磷酰基)马来酸酯与目标物2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酸乙酯可能反应中或后处理时同步结晶析出，此严重影响反应完成程度或产品纯度，而使用1,4
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二氧六环为溶剂后，高温反应时产品2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酸乙酯已大量结晶析出，而副产物2
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(二苯基磷酰基)马来酸酯留着反应液中继续参与反应，反应结束后简单的冷却过滤即可除去原料二苯基磷氧、副产物2
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(二苯基磷酰基)马来酸酯及阻聚剂等主要杂质，其粗产品纯度达98%以上，可直接作为阻燃剂使用或进一步进行衍生化反应，大幅简化了纯化工艺难度，本专利技术使用常规合成工艺，适合大规模生产需要。
[0008]本专利技术采用二苯基磷氧和丁炔二酸二乙酯为反应原料，其二苯基磷氧和丁炔二酸二乙酯的摩尔比为2.1~2.3:1。
[0009]本专利技术使用少量阻聚剂的方法抑制丁炔二酸酯及中间副产物2
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(二苯基磷酰基)马来酸酯的聚合反应发生，对甲氧基苯酚为优选阻聚剂，其用量为丁炔二酸二乙酯摩尔量的0.1~0.5%。
[0010]本专利技术采用1,4
‑
二氧六环为溶剂，二苯基磷氧和丁炔二酸二乙酯直接加热反应制得2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酸乙酯中间体，使用的反应温度为60~90℃，反应时间4~6 h。反应过程中2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酸乙酯已开始结晶析出，反应结束后可用直接冷却、结晶、过滤、干燥的方法纯化产品，其母液可回收循环使用或重蒸纯化后使用。
[0011]本专利技术使用二氧六环反应液冷却结晶制备的2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酸乙酯中间体纯度达98.0%以上，可直接应用于后续反应，其主要杂质不是副产物2
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(二苯基磷酰基)马来酸酯或原料二苯基磷氧，而是原料二苯基磷氧氧化副产物二苯基磷酸，故合成中优选应该使用新鲜制备的二苯基磷氧，并使用氮气氛保护。如需要更高纯度，可使用氯仿溶解产品，再使用碳酸氢钠水溶液及水各萃取洗涤一次，有机相除溶剂后即得到更高纯度的2,
3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酸乙酯，HPLC测定纯度可达99.5%以上。
[0012]本专利技术目标产物N,N'
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双(2
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氨基乙基)
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2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺由2,3
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.N,N'
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双(2
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氨基乙基)
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2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺，其特征结构如下：。2.权利要求1所述N,N'
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双(2
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氨基乙基)
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2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺的合成方法，包括以下步骤：在氮气保护条件下，以二氧六环作为溶剂、对甲氧基苯酚为阻聚剂，二苯基磷氧和丁炔二酸二乙酯直接加热反应制得2,3
‑
二(二苯基磷酰基)琥珀酸乙酯，再与过量乙二胺反应制得目标产物N,N'
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双(2
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氨基乙基)
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2,3
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二(二苯基磷酰基)琥珀酰胺。3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：二苯基磷氧和丁炔二酸二乙酯的摩尔比为2.1~2.3:1。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：对甲氧基苯酚用量为丁炔二酸二乙酯摩尔量的0.1~0.5%。5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述二苯基磷氧和丁炔二酸二乙酯反应的反应温度为60~90℃，反应时间4~6 h。6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于：二苯基磷氧和丁炔二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李焰，雷米萌，周烽，秦萧聪，任君，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：