[發明專利]一種羥基乙叉二膦酸的“一步法”合成方法

無效

• 申請號: 201410773082.3
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104478924A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 張文藝;鄧文;何敏;姚立榮;程寒飛;張偉
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C07F9/38
• 分類號: C07F9/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于輕工業技術領域，具體涉及一種羥基乙叉二膦酸的合成方法。

背景技術

羥基乙叉二膦酸又稱(1-羥基亞乙基)二膦酸、羥基亞乙基二膦酸。其用途非常廣泛，在輕紡工業中作為金屬和非金屬的清洗劑；在漂染工業可以作為過氧化物穩定劑和固色劑；在無氰電鍍工業中可以作為絡合劑；在醫藥行業中可以作為放射性元素的攜帶劑；在電力、化工、冶金、化肥等工業循環冷卻水系統中作為阻垢緩蝕劑等。據中國石油出版社出版2006年6月出版的《水處理藥劑及材料實用手冊(第二版)》97-98頁報導，目前羥基乙叉二膦酸的合成工藝路線有多種，其中以三氯化磷、冰醋酸、水為原料合成羥基乙叉二膦酸的工藝在國內外運用最為廣泛。此合成工藝主要是利用三氯化磷、冰醋酸和水反應生成亞磷酸和乙酰氯，再經由乙酰化合和水解等反應生成羥基乙叉二膦酸。但是在實際合成工藝過程中相關反應并不是如序進行，而是伴隨其他副反應競爭性的交錯進行，反應過程較為復雜，因而反應過程難以控制。同時反應過程中會伴隨有氯化氫等大量副產物生成，中間體乙酰氯由于沸點低易被產生的氯化氫氣體帶走而造成乙酰氯大量損失，這樣不僅增加了“三廢”的排放量，而且會直接降低產品的收率，減少企業的經濟效益。為了克服上述合成過程中存在的問題，本發明直接以亞磷酸、乙酰氯和水為原料，以正丁醇為溶劑，“一步法“合成羥基乙叉二膦酸。

發明內容

本發明的目的：是針對傳統羥基乙叉二膦酸合成工藝過程中，反應時間長、反應過程較難控制、伴隨副反應較多，原料損耗較大等技術問題，直接以亞磷酸、乙酰氯和水為原料，正丁醇為溶劑，經過乙酰化合反應和水解反應，“一步法”合成羥基乙叉二膦酸。

本發明的主要原理是：利用亞磷酸和乙酰氯發生乙酰化合反應，然后再對生成產物加水進行水解。“一步法”的反應式如下，其中反應式(1)為亞磷酸和乙酰氯發生乙酰化合反應過程，反應式(2)為反應式(1)生成產物的水解過程。

本發明采用的技術方案是：將一定量的亞磷酸和乙酰氯加入反應釜中，打開冷凝回流裝置，在電磁攪拌器轉速為200r/min，溫度為40℃條件下反應1.5小時。然后緩慢升溫到115℃，反應1.5小時后加入一定量的正丁醇蒸餾1.0h，蒸餾出正丁醇以帶走鹽酸以及過量的乙酰氯。最后降溫到60℃，加入一定量的水進行水解反應1小時。放置冷卻，得到淡黃色粘稠液體，即為本發明的羥基乙叉二膦酸。其中亞磷酸、乙酰氯、正丁醇和水四者投加摩爾比為1：1.5：1.35：1。

本發明的羥基乙叉二膦酸合成方法，避免了傳統合成方法中工藝路線較為復雜，反應過程中伴隨的副反應較多，反應過程較難控制，原料損耗較大等問題，并且有效減少了“三廢”的排放。

附圖說明

圖1：本發明的紅外圖譜圖

具體實施方式

本發明提供的一種“一步法”合成羥基乙叉二膦酸的方法如下：

將一定量的亞磷酸和乙酰氯加入反應釜中，打開冷凝回流裝置，在電磁攪拌器轉速為200r/min，溫度為40℃條件下反應1.5小時。然后緩慢升溫到115℃，反應1.5小時后加入一定量的正丁醇蒸餾1.0h，直至蒸餾出正丁醇以帶走鹽酸以及過量的乙酰氯。最后降溫到60℃，加入一定量的水進行水解反應1小時。放置冷卻，得到淡黃色粘稠液體，即為本發明的羥基乙叉二膦酸。其中亞磷酸、乙酰氯、正丁醇和水四者投加摩爾比為1:1.5:1.35:1。

亞磷酸的分子量是82，乙酰氯分子量是78.5，正丁醇的分子量是74，水的分子量是18，羥基乙叉二膦酸的分子量是206。

以下提供本發明的4個實施例

實施例1

向反應釜中加入10.25kg亞磷酸和14.75kg乙酰氯，打開冷凝回流裝置，在電磁攪拌器轉速為200r/min，溫度為40℃條件下反應1.5小時。然后緩慢升溫到115℃，反應1.5小時后加入12.50kg正丁醇蒸餾1.0h，直至蒸餾出正丁醇以帶走鹽酸以及過量的乙酰氯。最后降溫到60℃，加入2.25kg水進行水解反應1小時。放置冷卻，得到淡黃色粘稠液體，即為本發明合成的羥基乙叉二膦酸，其產量為16.67kg，質量濃度約為87.00％。

實施例2