具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物及其制備方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)存在使用金屬鈉、醇鈉、酚鈉等物質(zhì)，生產(chǎn)過程存在危險(xiǎn)，生產(chǎn)效率較低的問題。本發(fā)明通過采用一種具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物，具有如下結(jié)構(gòu)式：其中，A、B、C、D、E選自R1或R2OH中的一種，R1為—(CH2)n-1CH3，R2為—(CH2)n—或—(CH2)n-1CH(CH3)—，2≤n≤6及其制備方法的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于環(huán)三磷腈阻燃劑的生產(chǎn)中。
【專利說明】具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]磷腈化合物是一類含有磷和氮原子的無機(jī)-有機(jī)化合物，主要分為磷腈或聚磷腈兩大類。因?yàn)槠浞肿又泻刑厥獾腘、P組合，具有協(xié)同阻燃效果，且該類化合物具有較高的熱穩(wěn)定性，以及無鹵、低毒、高效和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，符合阻燃劑的發(fā)展趨勢，可以用作磷氮系阻燃劑，日益受到人們的廣泛關(guān)注。但是由于磷腈或聚磷腈一般情況下是固體，和聚氨酯組合料等相容性較差，另外制成制品后長時(shí)間使用會有可能會遷移析出，從而限制了該物質(zhì)在阻燃材料中的廣泛應(yīng)用。為解決上述問題，人們將羥基引入磷腈類化合物，制備反應(yīng)型環(huán)三磷腈阻燃劑，這樣可以通過化學(xué)反應(yīng)，使磷腈類分子通過共價(jià)鍵結(jié)合到高分子鏈中，提高相容性，防止在阻燃劑在制品使用過程中遷移析出。
[0003]中國專利CN102816186A描述了羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈分子的制備方法，其首先采用六氯環(huán)三磷腈與甲醇鈉反應(yīng)生成六甲氧基環(huán)三磷腈分子，然后將所合成的分子與乙二醇通過醚交換反應(yīng)得到具有2-6個(gè)羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈分子。但該方法中需要醇鈉，生產(chǎn)過程危險(xiǎn)性較大，且中間需要分離提純，生產(chǎn)效率較低。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)均存在使用金屬鈉、醇鈉、酚鈉等物質(zhì)，生產(chǎn)過程存在危險(xiǎn)，生產(chǎn)效率較低的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中存在使用金屬鈉、醇鈉、酚鈉等物質(zhì)，生產(chǎn)過程存在危險(xiǎn)，生 產(chǎn)效率較低的問題，提供一種新的具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物。該化合物在生產(chǎn)中，具有無須使用金屬鈉、醇鈉、酚鈉等物質(zhì)，避免生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)，生產(chǎn)效率較高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應(yīng)的具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物的制備方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物，具有以下結(jié)構(gòu)式:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物，具有以下結(jié)構(gòu)式:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物，其特征在于所述A、B、C、D、E均為Ri時(shí)，得到單羥基環(huán)二憐臆化合物，R1選自一(CH2)rrlCH3, R2選自一(CH2)n~或一 (CH2)P1CH(CH3)-J < η ( 6，其結(jié)構(gòu)式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物，其特征在于所述A、B、C、E均為R1而D為R2OH時(shí)，得到二羥基環(huán)三磷腈化合物，R1選自一(CH2)lriCH3, R2選自一(CH2)n—或一(CH2)n^1CH(CH3)-,2 ≤η ≤ 6，其結(jié)構(gòu)式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物，其特征在于所述A、B、D均為R1而C、E為R2OH時(shí)，得到三羥基環(huán)三磷腈化合物，R1選自一(CH2)lriCH3, R2選自一(CH2)n—或一(CH2)n^1CH(CH3)-,2 ≤η ≤ 6，其結(jié)構(gòu)式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物，其特征在于所述A、E均為R1而B、C、D為R2OH時(shí)，得到四羥基環(huán)三磷腈化合物，R1選自一(CH2)lriCH3, R2選自一(CH2)n—或一(CH2)n^1CH(CH3)-,2 ^ η ( 6，其結(jié)構(gòu)式為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物，其特征在于所述A均為R1而B、C、D、E為R2OH時(shí)，得到五羥基環(huán)三磷腈化合物，R1選自一(CH2)lriCH3, R2選自一(CH2)n—或一(CH2)n^1CH(CH3)-,2≤N≤ 6，其結(jié)構(gòu)式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物，其特征在于所述A、B、C、D、E均為R2OH時(shí)，得到六羥基環(huán)三磷腈化合物，R2選自一(CH2)n—或一(CH2)^CH(CH3)—，2 ≤ n ≤ 6，其結(jié)構(gòu)式為:
8.權(quán)利要求1所述的具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物的制備方法，包括如下步驟: a)首先將縛酸劑與六氯環(huán)三磷腈按摩爾比為O~7:1加入反應(yīng)器內(nèi)，再將一元醇RlOH加入到所述反應(yīng)器中，一元醇與六氯環(huán)三磷腈的摩爾比為O~5:1，控制反應(yīng)器內(nèi)溫度為-10~45°C，反應(yīng)生成烷氧基化環(huán)三磷腈化合物，待一元醇反應(yīng)完全后，得到反應(yīng)物I ; b)向反應(yīng)物I中加入縛酸劑和二元醇H0R20H，二元醇與六氯環(huán)三磷腈或烷氧基化環(huán)三磷腈化合物的摩爾比為I~6:1，縛酸劑與六氯環(huán)三磷腈或烷氧基化環(huán)三磷腈化合物的摩爾比為O~7:1，控制反應(yīng)器內(nèi)溫度為25~100°C進(jìn)行反應(yīng)得到具有1-6個(gè)羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物的制備方法，其特征在于所述a)步驟中不加入一元醇和縛酸劑時(shí)，六氯環(huán)三磷腈可直接進(jìn)行步驟b)，反應(yīng)生成具有6個(gè)羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈分子，此時(shí)，b)步驟中二元醇與六氯環(huán)三磷腈的摩爾比為6:1，縛酸劑與六氯環(huán)三磷腈的摩爾比為7:1。；如果具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈分子中羥基官能團(tuán)數(shù)目在1-5之間，則a)步驟中縛酸劑與六氯環(huán)三磷腈的摩爾比為2~6:1 元醇與六氯環(huán)三磷腈的摩爾比為I~5:1 ;b)步驟中二元醇與烷氧基化環(huán)三磷腈化合物的摩爾比為I~5:1，縛酸劑與六氯環(huán)三磷腈或烷氧基化環(huán)三磷腈化合物的摩爾比為2~6:1 ;a)步驟中反應(yīng)器內(nèi)溫度為O~35°C ；b)步驟中反應(yīng)器內(nèi)溫度為50~90°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述具有羥基結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈化合物的制備方法，其特征在于所述一元醇R1OH選自乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、異戊醇、正己醇、異己醇中的至少一種；所述二元醇HOR2OH選自乙二醇、二乙二醇、I，2-丙二醇、二丙二醇中的至少一種；所述縛酸劑為三乙胺或吡啶中的至少一種；所述六氯環(huán)三磷腈采用四氫呋喃溶解，向反應(yīng)器內(nèi)添加的一元醇R1OH'二元醇HOR2OH為相應(yīng)醇的四氫呋喃溶液；所述a)步驟后無需對烷氧基化環(huán)三磷腈產(chǎn)品進(jìn)行分離提純，可直接加二元醇和縛酸劑，進(jìn)行b)步驟；a)步驟中反應(yīng)器內(nèi) 溫度為O~25°C ；b)步驟中反應(yīng)器內(nèi)溫度為60~80°C。
【文檔編號】C07F9/6593GK103524562SQ201310441898
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】楊軍, 楊彥威, 李少杰, 惠銀銀 申請人:江蘇長順高分子材料研究院有限公司