[发明专利]一种磷酸酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学合成技术领域，尤其涉及一种磷酸酯的合成方法。

背景技术

磷酸酯由含羟基的有机化合物与磷化剂进行酯化反应制得。由于磷酸为三元酸，因此根据取代烃基数的不同，可将磷酸酯分为伯磷酸酯（磷酸一酯、烃基磷酸）、仲磷酸酯（磷酸二酯）和叔磷酸酯（磷酸三酯）。现有的合成磷酸酯的方法很多，根据磷化剂的不同可分为五氧化二磷型、三卤化磷型、三卤氧磷型、磷酸型和焦磷酸型等，但大部分只适于进行小量合成，不能放大生产，无法实现工业化。

由于磷化剂中五氧化二磷型相对廉价易得，不需要特殊设备等，应用最为广泛。但是，现有的五氧化二磷型通常采用无溶剂法合成，该方法存在一些缺点，主要是反应体系不均匀和局部反应过于剧烈的问题，易导致磷酸酯大量焦化、碳化，而产率通常只有50-60%；相同条件下，不同批次合成的磷酸酯的单双酯比例差异很大，重现性差。因此，现急需开发一种适于工业化生产，单双酯比例可控的磷酸酯的合成方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种单双酯比例可控，适于工业生产，且反应温和、产率高的磷酸酯的合成方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磷酸酯的合成方法，包括以下步骤：

（1）混合：将五氧化二磷置于有机溶剂中并搅拌使其分散，然后加入伯醇并搅拌至液体由乳白色变澄清，得混合液；

所述伯醇为含有4-16个碳原子的伯醇。

所述五氧化二磷与伯醇的物质的量之比为任意比；优选地，五氧化二磷与伯醇的物质的量之比为1:1.9-3。

优选地，将伯醇分成若干份，并将伯醇逐份加入有机溶剂中，且两份伯醇投料的间隔为10-15min。更优选地，将伯醇分成四份。

优选地，所述有机溶剂为甲苯、乙酸乙酯和四氢呋喃中的任一中。所述五氧化二磷的物质的量与有机溶剂的体积比为0.1-2mol/L。

（2）酯化：将混合液加热至20-120℃，并保温反应2-4h，得反应液；优选地，将混合液加热至50-75℃，并保温反应3h。

（3）水解：向反应液中加入水得水解反应液，然后加热水解反应液使其温度高于反应液5-15℃，保温反应0.5-1h；优选地，使水解反应液的温度高于反应液10℃，水为去离子水，去离子水的体积为步骤（1）中所加入的有机溶剂的体积的1-10%；

（4）分离：将水解反应液冷却至室温后加入水或PH=8-11的弱碱溶液，并静置10min以上，然后用萃取剂萃取磷酸酯得萃取混合液，将萃取混合液中的溶剂蒸发后得终产品。所述萃取剂优选为乙醚或乙酸乙酯。优选地，所述水为去离子水，水的体积为水解反应液体积的0.2-5倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用五氧化二磷溶剂法制备磷酸酯，反应温和，可有效防止反应体系不均匀和局部反应过于剧烈的问题，从而避免磷酸酯焦化和碳化现象。此外，通过控制各反应条件，尤其是反应溶剂、反应温度和反应时间，产物中单双酯的比例稳定可控，重现性好，产物中单酯的含量为48-52%，适用于制备优良的防锈油。控制水解时间、水解温度、水的用量，以及使用乙醚作为萃取剂，可明显提高反应产率，产率高达80-90%。控制伯醇的投料方式也可提高产率和影响单双酯的比例。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

实施例1-11

实施例1-11中的反应物和有机溶剂均相同，均为0.1mol五氧化二磷，0.2mol正辛醇和100mL甲苯。

制备方法如下：

混合：将五氧化二磷置于烧杯中，向烧杯中加入甲苯，使用磁力搅拌器进行搅拌，使五氧化二磷充分分散；然后将正辛醇分成四份并逐份加入烧杯中（实施例11中，正辛醇一次全部加入烧杯中），两份正辛醇加入的间隔时间是10min，继续搅拌15min后，烧杯内的溶液由乳白色变澄清。

酯化：将烧杯内的溶液转移至250mL双口瓶中并将双口瓶置于油浴中，将油浴加热至一定温度，维持此温度反应一段时间。

水解：向双口瓶中加入去离子水，然后将油浴加热升高至一定温度进行水解。