一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种二取代亚磷酸酯并2‑(恶唑烷‑3‑基)乙醇衍生物及其制备方法和应用。该方法的核心步骤涉及将催化剂与2‑(恶唑烷‑3‑基)乙醇进行混合，随后在反应温度范围65‑70℃内，逐步滴加亚磷酸酯类化合物，滴加完毕后，体系在65‑70℃下反应1‑10小时，通过添加适量的环氧丙烷来中和反应中产生的酸，直至酸值降低至5mgKOH/g以下，从而确保产品的化学稳定性；对反应混合物进行减压蒸馏以去除未反应的原料及低沸点杂质，并通过精细过滤进一步提纯，得到高品质的二取代亚磷酸酯并2‑(恶唑烷‑3‑基)乙醇衍生物阻燃剂。本发明专利技术的制备方法不仅工艺设计简洁明了，操作过程简便快捷，而且反应条件温和，无需极端条件即可高效完成，且所用催化剂能够反复使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于阻燃剂制备，具体涉及一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物及其制备方法和应用。

技术介绍

1、恶唑烷是一种五元氮氧化物杂环化合物，在材料改性领域中的一个关键有机骨架。其中，2-(恶唑烷-3-基)乙醇作为一类至关重要的有机前体，在与其他有机物质的化学反应中，展现出了诸多卓越的性能，这些性能体现在诸如促进腰果酚曼尼希多元醇的合成，以及推动腰果曼尼希多元醇和聚氨酯硬质泡沫的创新研发等方面。另外，有机磷酸酯是材料领域不可或缺的基础化合物，特别是亚磷酸酯类化合物，凭借其出色的环境友好特性，常被用作阻燃剂。然而，以往制备阻燃剂时，采用2-(恶唑烷-3-基)乙醇与亚磷酸酯反应，此过程往往需要使用强碱降低反应产生的副产酸，例如中国专利cn 102276645a中使用氢氧化钠，其中钠离子不易被处理掉，残留的钠离子不利于聚氨酯发泡，中国专利cn 111004364a则采用氢氧化钙，这些强碱不仅对环境造成影响，还增加后处理成本。鉴于这些不足之处，开发一种新型策略显得尤为迫切。此外，经过前期调研，注意到2-(恶唑烷-3-基)乙醇与部分亚磷酸酯的反应结构尚未见报道。

技术实现思路

1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物及其制备方法和应用。

2、本专利技术采用的技术方案如下：

3、一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物，其结构式如式(1)所示：

4、

5、式中，取代基r为-ch(ch3)ch2cl或-ch(ch2cl)ch2cl。

6、一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，包括如下步骤：

7、步骤1：在40-110℃下和催化剂的作用下，滴加如式(2)所示的亚磷酸酯类化合物与过量的如式(3)所示的2-(恶唑烷-3-基)乙醇反应，反应保温1-10h，得到二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物和少量酸性副产物；

8、步骤2：反应完后用适量的环氧丙烷调节酸值5mgkoh/g以下，得到二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物粗品；

9、步骤3：步骤2得到的粗品，依次经过真空脱环氧丙烷、减压过滤催化剂，得到目标产物二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物，成品酸值＜5mgkoh/g，黏度为100-14000mpa·s/25℃；

10、反应式如下：

11、

12、式中，取代基r为-ch(ch3)ch2cl或-ch(ch2cl)ch2cl。

13、进一步地，步骤1中的催化剂为树脂型催化剂，投料量为-(恶唑烷-3-基)乙醇质量的0.05％-1.1％，优选为0.7-1.1％。

14、进一步地，步骤1中的如式(2)所示的亚磷酸酯类化合物与2-(恶唑烷-3-基)乙醇的投料摩尔比为1:1-5，优选为1:1.01-1.3。

15、优选地，步骤1中反应温度为65-70℃。

16、优选地，滴加完亚磷酸酯类化合物后的保温时间是2-6h。

17、进一步地，步骤2中，环氧丙烷的用量为亚磷酸酯类化合物总质量的1％-10％。

18、进一步地，步骤3中，降低加热温度使得体系内温度在25-35℃下，将粗品在真空条件下除去多余的环氧丙烷。

19、一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物在制备助燃剂中的应用。

20、通过采用限定的技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：

21、1)此方法不仅工艺设计简洁明了，操作过程简便快捷，而且反应条件温和，无需极端条件即可高效完成，且所用催化剂能够反复使用。

22、2)该制备方案反应条件温和，无需极端条件即可高效完成，同时兼容现有的化工生产设备，为实现大规模工业化生产提供了坚实基础，本专利技术不仅为含磷助燃剂制备提供了一种新结构类型，也提供了一种更为高效绿色的制备方法。

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【技术保护点】

1.一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物，其特征在于，其结构式如式(1)所示：

2.一种如权利要求1所述的二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，其特征在于，步骤1中的催化剂为树脂型催化剂，投料量为-(恶唑烷-3-基)乙醇质量的0.05％-1.1％，优选为0.7-1.1％。

4.根据权利要求2所述的一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，其特征在于，步骤1中的如式(2)所示的亚磷酸酯类化合物与2-(恶唑烷-3-基)乙醇的投料摩尔比为1:1-5，优选为1:1.01-1.3。

5.根据权利要求2所述的一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，其特征在于，步骤1中反应温度为65-70℃。

6.根据权利要求2所述的一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，其特征在于，滴加完亚磷酸酯类化合物后的保温时间是2-6h。

7.根据权利要求2所述的一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，其特征在于，步骤2中，环氧丙烷的用量为亚磷酸酯类化合物总质量的1％-10％。

8.根据权利要求2所述的一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，其特征在于，步骤3中，降低加热温度使得体系内温度在25-35℃下，将粗品在真空条件下除去多余的环氧丙烷。

9.一种如权利要求1所述的二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物在制备助燃剂中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物，其特征在于，其结构式如式(1)所示：

2.一种如权利要求1所述的二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，其特征在于，步骤1中的催化剂为树脂型催化剂，投料量为-(恶唑烷-3-基)乙醇质量的0.05％-1.1％，优选为0.7-1.1％。

4.根据权利要求2所述的一种二取代亚磷酸酯并2-(恶唑烷-3-基)乙醇衍生物的制备方法，其特征在于，步骤1中的如式(2)所示的亚磷酸酯类化合物与2-(恶唑烷-3-基)乙醇的投料摩尔比为1:1-5，优选为1:1.01-1.3。

5.根据权利要求2所述的一种二取代亚磷酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭锋，褚昭宁，张帅，黄倩，任佳乐，朱云彪，
申请(专利权)人：浙江万盛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：