[发明专利]一种相转移催化水解制备异辛基膦酸单异辛酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异辛基膦酸单异辛酯制备技术，特别是一种相转移催化水解异辛基膦酸二异辛酯制备异辛基膦酸单异辛酯的方法。

背景技术

异辛基膦酸二异辛酯的水解产物异辛基膦酸单异辛酯的商品名为P507，是一种重要的湿法冶金萃取剂，广泛应用于铜-锌、镍-钴的分离，稀土元素的分组和单一稀土金属的分离提纯，稀土与非稀土元素的分离等方面。

工业上一般以异辛基膦酸二异辛酯和过量氢氧化钠水溶液或固体氢氧化钠直接混合发生反应，为了使反应充分，通常需要较高的温度和较长的时间，这使得生产能耗较高，生产周期较长，而异辛基膦酸单异辛酯的收率一般低于90%。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种相转移催化水解制备异辛基膦酸单异辛酯的方法，改进传统异辛基膦酸二异辛酯水解的工艺过程，减少氢氧化钠用量，降低反应温度，减少反应时间，提高异辛基膦酸单异辛酯的收率。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种相转移催化水解制备异辛基膦酸单异辛酯的方法，采用相转移催化剂法，促进油相的异辛基膦酸二异辛酯与水相的氢氧化钠反应，之后再经萃取、酸化、蒸除溶剂得到异辛基膦酸单异辛酯，具体过程包括：

（一）、相转移催化水解工艺：在反应器中加入异辛基膦酸二异辛酯、氢氧化钠水溶液和烷基铵盐催化剂，在搅拌状态下反应，其中，异辛基膦酸二异辛酯与氢氧化钠的摩尔比为1:（1~1.1），催化剂用量为异辛基膦酸二异辛酯物质的量的1~5%，氢氧化钠溶液的质量浓度为15~45%，反应温度为90~110℃，反应时间为2~5h；

（二）、后处理工艺：反应完毕后，先用石油醚萃取，分离得到有机相和无机相，然后有机相用盐酸酸化；分液后有机相进行水洗，分离有机相和无机相，待水洗液即无机相至pH=2~7，蒸馏有机相，蒸除石油醚和生成的异辛醇后得到异辛基膦酸单异辛酯。

进一步具体的，所述的烷基铵盐催化剂为四丁基碘化铵、十二烷基三甲基碘化铵、十四烷基三甲基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵等相转移催化剂的任一种。

进一步具体的，所述的催化剂用量为异辛基膦酸二异辛酯物质的量的3%，氢氧化钠溶液的质量分数为25~40%，反应温度为95~105℃，反应时间为2.5~4h。

进一步具体的，所述的蒸除石油醚和生成的异辛醇的具体方法为：真空度720~740mmHg减压蒸馏，收集20~90℃馏分为石油醚，收集90~170℃馏分为异辛醇，最后得到异辛基膦酸单异辛酯。

进一步具体的，有机相用盐酸酸化时，氯化氢与异辛基膦酸二异辛酯的摩尔比为(1~2):1。

进一步具体的，有机相用盐酸酸化时，盐酸的质量浓度为10~36.5%。

这些技术方案，包括改进的技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：第一，氢氧化钠用量减少，降低了生产成本；第二，反应温度降低，反应时间较少，使得副产物含量减少，生产周期缩短；第三，异辛基膦酸单异辛酯的收率升高，可达97.6%。

具体实施方式

下面结合实施例对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。

实施例1

在装有温度计和冷凝器的1000mL四口瓶中依次加入251.2g(0.6mol)异辛基膦酸二异辛酯、88.0g(0.66mol)30%氢氧化钠溶液和6.6g(0.018mol)四丁基碘化铵，搅拌加热至100℃，保温3h，反应完毕后，先用200mL石油醚萃取，然后有机相用80.0g27%盐酸酸化，水洗至pH=3，真空度720~740mmHg减压蒸馏，收集20~90℃馏分为石油醚，收集90~170℃馏分为异辛醇，最后得到异辛基膦酸二异辛酯的水解产物异辛基膦酸单异辛酯，质量为299.1g，收率为97.6%，气相色谱含量98.2%。本专利所述的异辛基膦酸单异辛酯收率，均是以异辛基膦酸二异辛酯计算所得。

实施例2

按实例1的方法，催化剂改为十二烷基三甲基碘化铵，其投料量为6.4g(0.018mol)，其他条件不变，得产品291.4g，收率95.1%，气相色谱纯度为97.3%。

实施例3

按实例1的方法，催化剂改为十四烷基三甲基溴化铵，其投料量为6.1g(0.018mol)，其他条件不变，得产品295.8g，收率96.5%，气相色谱纯度为97.7%。

实施例4