磷酸二异辛酯的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种磷酸二异辛酯的合成方法，以解决现有生产方法最终产品的纯度不高，收率不高的问题。包括下列步骤：Ａ、酯化反应，将三氯氧磷加入有磁力搅拌的三口瓶中，开动搅拌，在０～１５℃开始滴加异辛醇，有大量热放出，并有ＨＣｌ气体产生，滴加过程需２．０～５．０小时，三氯氧磷∶异辛醇（摩尔比）为１．０∶３．０～１．０∶３．５。Ｂ、水解反应过程，向反应体系加入三氯氧磷质量的０．２～０．５％的相转移催化剂和三氯氧磷质量１．５～２．５倍量氢氧化钠溶液，静置分层，分去水层，有机相用水洗涤一次；Ｃ、酸化过程，将Ｂ步骤得到的有机相加入三氯氧磷质量４～５倍量的１０％硫酸。本发明专利技术在收率和纯度都较原有工艺有所提高，其收率≥９５，纯度≥９６。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术所属
是磷酸二异辛酯(p204)的合成c
技术介绍
磷酸二异辛酯结构是为O<formula>formula see original document page 3</formula> 原合成方法一种是2-己基己醇(简称异辛醇，i_C8H1702)与三氯氧磷酯化后，在碱NaOH存在下反应的合成工艺，该工艺也是国内工业化都采用的方法。反应方程式如下 酯化反应 2i_C8H170H+P0Cl3 — (C8H170) 2P0C1+2HC1 碱解反应 (C8H170)2POCl+NaOH — (C8H170) 2P00Na+NaCl 酸化反应 2 (C8H170) 2P00Na+H2S04 — 2 (C8H170) 2P0 (OH) +Na2S04 该合成工艺虽然流程比较简单，但因反应过程中存在多个反应平衡，反应产物有磷酸单异辛酯，磷酸二异辛酯，磷酸三异辛酯等多种物质，要让该反应体系中磷酸二异辛酯尽可能为主要产物，在反应过程中很难控制，最终产品的纯度不高，收率也不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，以解决现有生产方法最终产品的纯度不高，收率不高的问题。 本专利技术包括下列步骤 A、酯化反应 将三氯氧磷加入有磁力搅拌的三口瓶中，开动搅拌，在O 15t:开始滴加异辛醇，有大量热放出，并有HC1气体产生，滴加过程需2.0 5.0小时，三氯氧磷异辛醇(摩尔比)为i. o : 3. o i. o : 3.5。 滴加完后在常温下反应O. 5 1. 5h，开始抽真空，由小到大，在0. 5 1. 5h内，增加真空度至0. 0850MPa 0. 0855MP ;慢慢开始升温至50 65°C ，该过程需0. 5 1. 5h，再保温反应2. 0 3. Oh，经气相色谱检测三氯氧磷含量小于1 % (质量分数)，停止反应，生成的氯化氢用水吸收回收成稀盐酸溶液； B、水解反应过程 向反应体系加入三氯氧磷质量的0. 2 0. 5%的相转移催化剂和三氯氧磷质量1. 5 2. 5倍量氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液质量百分比为40 60 % )，升温于90 13(TC，反应1 2h，经气相色谱分析达到标准后(三酯含量小于1%质量分数)，静置分层，分去水层，有机相用水洗涤一次； 相转移催化剂为季铵盐、季磷盐或多醚中的一种。 季铵盐为节基三乙基氯化铵、节基三甲基氯化铵、节基三乙基溴化铵、节基三丁基3氯化铵或四丁基溴化铵中的一种。季磷盐为四苯基甲基溴化磷、四苯基溴化磷、苄基三苯基氯化磷、节基三苯基溴化磷中的一种。多醚为聚乙二醇系列(其分子量M二 500 2000)或冠醚系列，选自18-冠醚-6、15-冠醚-5、二苯并-18-冠醚-6或12-冠醚-4中的一种。 C、酸化过程 将B步骤得到的有机相加入三氯氧磷质量4 5倍量的10%硫酸，在40 60°C反应1 2. Oh后，静置分去水，再用水洗涤一次，有机相减压蒸馏除去过量的异辛醇，冷却出料，即得磷酸二异辛酯产品。 本专利技术利用烷基磷酸酯催化水解的机理，加大异辛醇和三氯氧磷反应投料比，让反应尽可能的生成磷酸二异辛酯和磷酸三异辛酯，尽少生成磷酸单异辛酯(该产物水溶性很强，在水中容易流失，并且在反应中不宜回收分离)；由于异辛基位阻较高，所以磷酸三异辛酯稳定性较差，在水解过程加入催化剂，利用磷酸三异辛酯的不稳定性将其再水解成反应控制所要的磷酸二异辛酯，水解得到副产物异辛醇也正是该反应所需原料，可以回收再利用，从而提高原有工艺的产品收率和纯度，并使生产成本进一步降低。 其反应原理如下 酯化反应 3i_C8H170H+P0Cl3 — (C8H170) 3P0+3HC1 催化碱解反应(C8H170)3P0 + 3Na0H cat (C8H170) 2P0 (0Na) +3 i-C8H170H + NaCl 酸化反应 2 (C8H170) 2P0 (ONa) +H2S04 — 2 (C8H170) 2P0 (OH) +Na2S04 本专利技术解决了原有工艺反应过程中存在多个反应平衡，反应产物有磷酸单异辛酯，磷酸二异辛酯，磷酸三异辛酯等多种物质，要让该反应体系中磷酸二异辛酯尽可能为主要产物，在反应过程中很难控制的问题；由于新工艺中生成的磷酸单异辛酯很少，在水洗纯化等过程中流失较少，因此提高了产品的收率；在水解过程中对磷酸三异辛酯利用催化水解的方法，大大降低了产品中它的含量而生成了我们所要的产物磷酸二异辛酯，又很好的解决了产品的纯度问题。 实验结果 l投料比的确定 在三氯氧磷和异辛醇的酯化反应中，存在多个酯化平衡反应，只有加大异辛醇和三氯氧磷反应投料比，使第一步酯化反应尽可能地生成大量的磷酸三异辛酯和少量磷酸二异辛酯，磷酸单异辛酯的含量尽可能低(该产物不易分离，影响产品收率和纯度)，而磷酸三异辛酯热稳定性差，在高温、碱性条件、催化剂的作用下会分解成磷酸二异辛酯(P204)和异辛醇，所以投料比很关键，异辛醇要过量，但过量太多会造成异辛醇回收的许多不便。 确定酯化反应温度为55°C ，改变三氯氧磷与异辛醇的投料比，进行酯化，经气相检测控制三氯氧磷含量小于1%，然后催化碱解、酸化、减压蒸馏，再用气相分析产物质量，计算产物收率(以消耗的三氯氧磷计)，考察了其对产物质量的影响，结果见表1。 表1三氯氧磷和异辛醇的投料比对产物质量的影响<table>table see original document page 5</column></row><table> 由表1可知，随着异辛醇用量的增大，磷酸二异辛酯的含量和收率都有所增大，但增大到3.0以上时，含量和收率变化不大，考虑生产成本和经济效益，三氯氧磷异辛醇 (摩尔比)为i.o : 3.o i.o : 3.5最为合理。 2酯化反应条件的确定 滴加方式通过实验发现滴加三氯氧磷或异辛醇没有多大区别，但考虑到三氯氧 磷(P0C13)挥发性较大和毒性较强，故滴加异辛醇比较合理。 滴加时反应温度滴加过程有大量的热放出，如果温度高于15°C，由于大量的HC1 气体生成，在真空条件下，会带走一定量的三氯氧磷和异辛醇。故确定滴加温度小于15°C。 真空度和温度的条件温度过高，会使体系的挥发度增加，并且使产物的色泽加 重。而高真空度有利于反应的进行，所以先在常温提高真空度，再慢慢升温至55t:，在整个 反应过程中，保持有少量气泡产生为宜。 3催化碱解反应中催化剂用量和反应时间的确定 该反应是本研究的重点和关键，对于高位阻烷基磷酸酯直接用NaOH水解的反应， 由于它的水溶性较差，且位阻较大，因此它的水解反应不太理想。本研究所用的异辛醇，正 好属于此类。加入催化剂后，发现其对该反应有很大的帮助，不但加快了反应的速度，而且 对该水解反应的平衡也向有利的方面转移。但其加入量和水解反应时间很重要。催化剂量 太多，水解反应太快不好控制；时间太短，水解不完全；时间过长磷酸二异辛酯也会水解成 磷酸单异辛酯。通过实验对催化剂用量及反应时间进行了确定，结果见表2。 表2催化剂用量及反应时间对产物含量的影响 <table>table see original document page 5</col本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷酸二异辛酯的合成方法，其特征在于它包括下列步骤：　　Ａ、酯化反应　　将三氯氧磷加入有磁力搅拌的三口瓶中，开动搅拌，在０～１５℃开始滴加异辛醇，有大量热放出，并有ＨＣｌ气体产生，滴加过程需２．０～５．０小时，三氯氧磷与异辛醇的摩尔比为１．０∶３．０～１．０∶３．５；　　滴加完后在常温下反应０．５～１．５ｈ，开始抽真空，由小到大，在０．５～１．５ｈ内，增加真空度至０．０８５０ＭＰａ～０．０８５５ＭＰ；慢慢开始升温至５０～６５℃，该过程需０．５～１．５ｈ，再保温反应２．０～３．０ｈ，经气相色谱检测三氯氧磷的质量分数含量小于１％，停止反应，生成的氯化氢用水吸收回收成稀盐酸溶液；　　Ｂ、水解反应过程　　向反应体系加入三氯氧磷质量的０．２～０．５％的相转移催化剂和三氯氧磷质量１．５～２．５倍量氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液质量百分比为４０～６０％，升温于９０～１３０℃，反应１～２ｈ，经气相色谱分析达到标准后，即三酯质量分数含量小于１％，静置分层，分去水层，有机相用水洗涤一次；　　Ｃ、酸化过程　　将Ｂ步骤得到的有机相加入三氯氧磷质量４～５倍量的１０％硫酸，在４０～６０℃反应１～２．０ｈ后，静置分去水，再用水洗涤一次，有机相减压蒸馏除去过量的异辛醇，冷却出料，即得磷酸二异辛酯产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李春新，霍利春，李鸿洲，张鹏云，王鹏，巨雪霞，王琴，
申请(专利权)人：甘肃省化工研究院，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]