[发明专利]一种磷氯协同苯并吡喃类阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种式I所示的磷氯协同苯并吡喃类阻燃剂及其制备方法，本发明将苯并吡喃和磷杂菲基团这两种功能性结构单元有效结合，制备方法工艺简单，适于工业化生产，形成了一种新的磷杂菲功能化的磷氯协同苯并吡喃类阻燃剂，分子结构中同时含有磷和氯两种阻燃元素，成炭性好，残炭率高，磷‑氯协同阻燃效能高，热稳定性好，材料的可加工性能好，可作为阻燃剂用于环氧树脂、聚酯及聚氨酯等高分子材料技术领域。本发明拓展了苯并吡喃类化合物的研究领域。

技术领域：

本发明涉及阻燃材料技术领域，具体涉及一种磷氯协同苯并吡喃类阻燃剂及其制备方法。

背景技术：

阻燃剂广泛应用于电子电器、通讯、核电、航空航天、交通、建材、室内装饰、纺织等领域，是科学防治火灾的重要措施之一。随着社会的发展和科技的进步，阻燃剂应用领域不断拓展，世界各国对各领域材料及制品阻燃性能要求愈加严格，对阻燃剂的研发与应用技术也提出了新的要求。因此，新型高效、多功能化的阻燃剂的研发具有十分重要的现实意义。

9,10-二氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物是近年来开发的新型阻燃材料，因其良好的阻燃特性和溶解性能正在受到广泛的关注，并开展了广泛的研究。中国专利CN101376665B公开了一种含均三嗪结构氧杂菲阻燃性化合物及其制备方法与应用；中国专利CN102757579B公开了一种含环三磷腈结构的氧杂膦菲阻燃剂及其制备方法与应用。我们课题组在中国专利ZL 201310509066.9中公开了一种磷杂菲苯并噁唑类紫外发光材料及制备方法。

苯并吡喃类化合物是一类重要的杂环化合物，广泛应用于医药研发和荧光材料设计等方面，而作为阻燃材料的研究极少。特别是，以医药中间体6-氯-4-色满酮为原料，制备4,6-二氯-2H-苯并吡喃-3-甲醛，再经磷杂菲功能化，从而形成磷氯协同苯并吡喃类阻燃剂化合物，并考察其相关性能的研究，在现有技术中尚未见报道。

发明内容：

本发明的目的是提供一种磷氯协同苯并吡喃类阻燃剂及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种式I所示的磷氯协同苯并吡喃类阻燃剂：

本发明的磷氯协同苯并吡喃类阻燃剂的合成路线如下：

本发明的磷氯协同苯并吡喃类阻燃剂的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)摩尔比为1：1.5～3.5:1.5～3的6-氯-4-色满酮(化合物II)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)及三氯氧磷(POCl₃)，经Vilsmeier反应合成中间体4,6-二氯-2H-苯并吡喃-3-甲醛(化合物III)；

(2)将摩尔比为1:0.8～1.2的中间体4,6-二氯-2H-苯并吡喃-3-甲醛(化合物III)和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO，化合物IV)溶于有机溶剂中，搅拌回流反应4～7小时，反应完毕后，经旋转蒸发除去有机溶剂，以混合溶剂重结晶，真空干燥，即得目标产物(化合物I)。

步骤(1)中6-氯-4-色满酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)及三氯氧磷(POCl₃)的摩尔比优选为1：2.5～3.5:1.5～3。

步骤(1)优选为在0-5℃，搅拌下缓慢滴加三氯氧磷(POCl₃)到无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，滴加过程中控制反应温度不超过5℃，滴加完毕后，维持0-5℃继续搅拌反应1小时；然后，在10℃下，缓慢滴加6-氯-4-色满酮的DMF溶液，之后，在70-90℃反应3-5小时；反应完毕后，将反应液冷却至室温，在快速搅拌下，缓慢倾入冰水中，静置，抽滤、水洗、干燥，经乙醇重结晶，得到中间体4,6-二氯-2H-苯并吡喃-3-甲醛(化合物III)。