[發明專利]有機磷化合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201510365836.6
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN104892671A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 李林艷;夏祥來;王學軍;劉欣
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C07F9/40
• 分類號: C07F9/40
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達

技術領域

本發明屬于有機磷化合物領域，具體涉及一種具有剛性結構的雙官能團有機磷化合物及其制備方法。

背景技術

由于稀土元素的化學性質極其相似，它們的分離十分困難。近年來，有機磷酸化合物已廣泛應用于稀土萃取分離工業中。

目前用于稀土萃取分離的有機磷酸化合物主要有二（2-乙基己基）磷酸（P204）、2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯（P507）以及二（2，4，4-三甲基戊基磷酸（Cyanex?272）。其中，P204水溶性小且穩定，與被萃取稀土生成的萃合物在有機相中具有較大的溶解度，因而在稀土分離中得到廣泛應用，但是，P204具有分離系數小、反萃困難、反萃液余酸高等缺點。P507在鎳/鈷稀土的萃取分離方面均比P204表現出更好的分離能力，但是P507具有對重稀土分離系數較低、反萃酸度高的缺點。Cyanex272具有較好的選擇性，具有較大的分離系數，能夠實現在弱酸性條件下對稀土的有效分離，但是Cyanex?272在應用中存在萃取容量較低、分離體系易乳化的缺點。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種選擇性好、萃取容量高以及反萃容易的有機磷化合物及其制備方法。

一種有機磷化合物，該有機磷化合物包括兩個磷酸酯基團、一個剛性結構和多個烷基，所述剛性結構位于兩個磷酸酯基團之間，所述剛性結構為一苯環或苯環與多個烷基的組合，所述多個烷基為含1~20個碳原子的烷基。

一種有機磷化合物的制備方法，包括以下步驟：S1，使醇和三氯化磷反應，生成二烷基亞磷酸酯，所述醇中的烷基和二烷基亞磷酸酯中的烷基均為R₁，R₁為含1~20個碳原子的烷基；S2，使所述二烷基亞磷酸酯與醇鈉反應，得到二烷基亞磷酸鈉酯；S3，使所述二烷基亞磷酸鈉酯與1,4-二氯甲基苯溶液反應，得到一中間體，所述1,4-二氯甲基苯在苯環上含有R₂、R₃、R₄、R₅，其中，R₂、R₃、R₄、R₅分別獨立地為氫原子或1~20個碳原子的烷基；以及S4，使所述中間體與氫氧化鈉溶液反應，然后用硫酸溶液進行洗滌，得到所述有機磷化合物。

與現有技術相比，本發明提供的有機磷化合物，是具有剛性結構的雙官能團有機磷酸化合物，該雙磷酸酯官能團之間的連接體具有剛性結構，該剛性結構連接體的空間結構效應和位阻效應對提高所述有機磷化合物用作萃取劑時的選擇性和飽和容量十分有利，提高了該有機磷化合物的萃取容量。而且，由于所述有機磷化合物含有兩個磷酸酯官能團，因此可以以單個給體與金屬離子配位，也可以以兩個或多個給體與金屬離子配位，從而造成對不同金屬離子的選擇性差異。另外，所述有機磷化合物在萃取過程中生成的萃合物中含有C-P鍵，其酸性較弱，反萃相對容易。本發明提供的有機磷化合物的制備方法，可以在較低溫度下形成C-P鍵，避免了高溫下產生大量雜質，且反應時間短、效率較高。

附圖說明

圖1為本發明提供的有機磷化合物的H-核磁（¹H?NMR）圖譜。

圖2為圖1中所述有機磷化合物的P-核磁（³¹P?NMR）圖譜。

圖3為圖1中所述有機磷化合物的紅外光譜。

圖4為本發明提供的另一有機磷化合物的H-核磁（¹H?NMR）圖譜。

圖5為圖4中所述有機磷化合物的P-核磁（³¹P?NMR）圖譜。

圖6為圖4中所述有機磷化合物的紅外光譜。

圖7為本發明提供的有機磷化合物的合成路線圖。

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例對本發明提供的有機磷化合物及其制備方法作進一步的詳細說明。

本發明提供一種有機磷化合物，該有機磷化合物包括兩個磷酸酯基團、一個剛性結構和多個烷基，所述剛性結構位于兩個磷酸酯基團之間，所述剛性結構為一苯環或苯環與多個烷基的組合。所述多個烷基為含1~20個碳原子的烷基。該有機磷化合物的通式為結構式A：

……結構式A

其中，R₁為含1~20個碳原子的烷基。R₂、R₃、R₄、R₅分別獨立地為氫原子或含1~20個碳原子的烷基。