[發(fā)明專利]一種三正丁基膦類季鏻鹽的合成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710157152.6
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN107098933A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設計）人: 魏開舉;崔楊;鄭立新
• 申請（專利權）人: 安徽至善新材料有限公司
• 主分類號: C07F9/54
• 分類號: C07F9/54
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司32234
• 代理人: 張利強

技術領域

本發(fā)明涉及有機合成領域，特別是涉及一種三正丁基膦類季鏻鹽的合成方法。

背景技術

三丁基膦類季鏻鹽，如三丁基十二烷基氯化鏻、三丁基十二烷基溴化鏻、三丁基十四烷基氯化鏻、三丁基十四烷基溴化鏻、三丁基十六烷基氯化鏻、三丁基十六烷基溴化鏻等作為新一代陽離子季鏻鹽類殺菌劑具有高效、快速、廣譜、寬pH值范圍、低發(fā)泡、對環(huán)境及魚類低毒、易降解及使用方便等優(yōu)點，目前廣泛應用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統、油田注水系統、冷凝水系統、工業(yè)清洗用水系統中的微生物殺滅、抑制微生物繁殖和生物污垢處理。

目前合成三丁基膦類季鏻鹽的方法主要是三丁基膦與鹵代烷烴直接加熱反應制備（Journal of Moleculer Catalysis A: Chemical, 256(1-2),295-300;2006）。而三丁基膦則主要通過格式試劑法、磷化氫加成法（CN1069029）等方法制備。專利CN200310100174公開了由鹵代烴和鎂制備格氏試劑，然后進一步與鹵代烷烴反應制備季鏻鹽的方法。該方法的不足主要是操作繁瑣，需要進過降溫、水解、分液等方法，費時費力；更值得注意的是三丁基膦對空氣敏感氧化、具有讓人反感的臭味等自身特點，分步操作不利于控制副反應，也不符合日益嚴格的環(huán)保安全生產要求，從而造成此條路徑大大受限。專利CN102268039A 是在上述專利的缺點上提出改進，采用“一鍋法”制備三丁基膦類季鏻鹽，進一步提高了生產效率，但缺點是生產過程中使用乙醚和苯類的混合溶劑。乙醚沸點低、毒性大，從安全角度考慮根本無法適合工業(yè)生產，且混合溶劑需要進行分離回收，不利于溶劑的回收套用，生產成本過高。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種三正丁基膦類季鏻鹽的合成方法，采用單一高沸點溶劑“一鍋法”工藝能提高生產效率，降低生產成本。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：提供一種三正丁基膦類季鏻鹽的合成方法，包括步驟為：（1）在正丁醚作為溶劑的條件下，1-鹵代丁烷與鎂屑反應制備得到格氏試劑；（2）將所述格氏試劑與三氯化磷發(fā)生取代反應得到三正丁基膦，再加入鹵代烷烴反應合成季鏻鹽，后處理得到三正丁基膦類季磷鹽。

所述三正丁基膦類季鏻鹽的合成方法的合成路線為： 。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟（1）中所述1-鹵代丁烷為1-氯代丁烷、1-溴代丁烷、1-碘代丁烷。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟（2）中所述鹵代烷烴的結構式為CH₃(CH₂)_nX，其中n=10-17，X為Cl、Br、I。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，反應結束后，正丁醚經過分液、片堿干燥和精餾后能繼續(xù)用于三正丁基膦類季鏻鹽的合成反應。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述合成方法的具體步驟為：（1）在正丁醚作為溶劑的條件下，1-鹵代丁烷與鎂屑在無水無氧條件下反應制備得到格氏試劑；（2）將三氯化磷與正丁醚混合，滴加到所述格氏試劑中，得到三正丁基膦，所述得到的三正丁基膦混合液不經過水解和分離，直接加入鹵代烷烴加熱反應，合成季鏻鹽，利用季鏻鹽在有機溶劑和水中的分配原理來分離和提純，得到三正丁基膦類季磷鹽。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟（2）中所述格氏試劑的溫度降至-40-0℃，所述滴加時間為1-2小時。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟（2）中滴加完畢后升溫至60-100℃，反應1-3小時得到三正丁基膦。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟（2）中所述加入鹵代烷烴后加熱回流反應12-24小時，加熱溫度為140-160℃。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟（2）中加熱反應后經過酸解、分液、除臭、蒸餾得到三正丁基膦類季磷鹽。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述酸解采用的酸性溶液為鹽酸、硫酸、氯化銨溶液中的一種或多種；所述除臭采用的試劑為雙氧水，所述雙氧水的加入能除去反應中未反應的三丁基膦，避免膦臭的問題，進一步提高產品的品質。

本發(fā)明的有益效果是：與現有合成季鏻鹽的路線相比，本發(fā)明簡化了合成工藝、提高了反應收率、且單一高沸點溶劑回收簡單、損失小，從而比現有收率80%左右有進一步提高，達到90%左右。總的來說，該合成工藝操作簡單，成本低廉，收率高，純度高，污染小，非常適合工業(yè)化生產。

具體實施方式