[发明专利]一种合成甲基磷酸二甲酯的方法

说明书

本发明提供了一种合成甲基磷酸二甲酯的方法，具有如下合成步骤：路易斯酸离子液体的合成，按摩尔比1:1~4将季铵盐与无水氯化铝混合加热得到路易斯酸离子液体；将亚磷酸三甲酯与第一步中的离子液体混合加热加压进行回流反应；将反应完混合物降温、静置分层，得到下层的离子液体混溶层和上层的甲基磷酸二甲酯产品层。本发明催化剂路易斯酸离子液体用量少，反应和分离过程不破坏催化剂活性，合成出的产品纯度高。

技术领域

本发明涉及一种烷基磷酸酯化合物的合成技术。

背景技术

建筑、交通、航空、电器、日用家具等行业使用的材料往往要求具有阻燃性能。DMMP是国际上普遍采用的一种含磷阻燃剂，适合于聚氨酯制品、不饱和聚酯树脂和环氧树脂等高分子材料制品的阻燃添加剂，或者用作染料助剂、金属萃取剂、热稳定剂、植物生长调节剂等。

合成阻燃剂DMMP主要有三种方法：

（1）以磷酸二甲酯在催化剂下反应生成DMMP，反应式如下：；

但是此反应使用的是剧毒氰化物为催化剂，不仅不利于操作，而且产物较难提纯。（2）热裂解法生成DMMP，反应式如下：

；

；

此反应产物分离困难，不易实现工业化。

（3）异构化法，通过加入催化剂直接对亚磷酸三甲酯进行异构化生成DMMP，反应式如下：

此反应具有工艺简单、产物易分离、收率高、纯度好等特点。

现有合成工艺各有特色，但是往往都各有缺点，反应时间不好控制，或者使用的催化剂太过昂贵，不利于大生产，有的催化剂毒性很大、风险很高等等。因而急需寻找一种工艺简单、反应时间短、产率高、原料易得、生产成本低、污染较小的DMMP制备工艺。

专利申请号为2012104313097的一种合成甲基磷酸二甲酯的方法。在惰性气体保护下，原料亚磷酸三甲酯与适量苯磺酸类催化剂混合搅拌，通过增压加热方式发生重排反应合成出目标产物甲基磷酸二甲酯，但是反应产率不高，只能达93％左右。

发明内容

发明目的：

针对现有技术的不足，提供一种收率高，成本低，反应时间短，环保压力小，适合工业化大生产的甲基磷酸二甲酯的合成方法。

技术方案：

本发明是合成甲基磷酸二甲酯的方法，主要原理参照上述（3）异构化法，是在惰性气体保护下，先合成出路易斯酸（定义：可接受一个电子对的物质是酸，可给出一个电子对的物质是碱，常见的路易斯酸有氯化铝、氯化铁、三氟化硼、五氯化铌以及镧系元素的三氟甲磺酸盐等）离子液体，再加入原料亚磷酸三甲酯混合搅拌，通过增压加热方式发生重排反应，可合成出目标产物甲基磷酸二甲酯。

本发明的反应原理如下：在惰性气体保护下，亚磷酸三甲酯可直接通过Lewis酸催化或甲基化试剂通过增压加热方式加成-重排来得到甲基磷酸二甲酯。

本发明具体合成步骤如下：

第一步：路易斯酸离子液体的合成：

合成步骤：在干燥氮气保护下室温时，按摩尔比1:1~4将季铵盐与无水氯化铝混合，无水氯化铝分批逐步加入，加热得到路易斯酸离子液体，其中季铵盐优选为三乙胺盐酸盐或氯化N-烷基吡啶，它们与下一步的成分亚磷酸三甲酯混溶，不起化学反应，比重较大，与第三步中产物甲基磷酸二甲酯不混溶，容易分层分离。