RU2670105C1 - Method for obtaining mixed triaryl phosphates - Google Patents
Method for obtaining mixed triaryl phosphates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670105C1 RU2670105C1 RU2018112440A RU2018112440A RU2670105C1 RU 2670105 C1 RU2670105 C1 RU 2670105C1 RU 2018112440 A RU2018112440 A RU 2018112440A RU 2018112440 A RU2018112440 A RU 2018112440A RU 2670105 C1 RU2670105 C1 RU 2670105C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phenol
- tert
- water
- phosphate
- mixture
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/06—Phosphorus compounds without P—C bonds
- C07F9/08—Esters of oxyacids of phosphorus
- C07F9/09—Esters of phosphoric acids
- C07F9/12—Esters of phosphoric acids with hydroxyaryl compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к органическому синтезу и касается способа получения смешанных нейтральных триарилфосфатов, применяемых в качестве огнестойких масел и гидравлических жидкостей.The invention relates to organic synthesis and relates to a method for producing mixed neutral triarylphosphates used as flame retardant oils and hydraulic fluids.
Триарилфосфаты находят применение как смазки, гидравлические жидкости, обладающие высокой устойчивостью к окислению и термическому разложению. Триарилфосфаты используются в качестве базовых компонентов огнестойких масел. Наиболее востребованные современные базовые основы огнестойких масел представлены смесевыми композициями триарилфосфатов, в которых арильные группы содержат алкильные заместители, в частности, третбутильные. Композиции представлены нейтральными полными эфирами фосфорной кислоты с фенолом и пара-третбутилфенолом, включая смешанные. Эксплуатационные свойства таких композиций зависят от их состава.Triaryl phosphates are used as lubricants, hydraulic fluids that are highly resistant to oxidation and thermal decomposition. Triaryl phosphates are used as the base components of flame retardant oils. The most popular modern basic principles of fire-resistant oils are represented by mixed triaryl phosphate compositions in which aryl groups contain alkyl substituents, in particular, tert-butyl ones. Compositions are represented by neutral full esters of phosphoric acid with phenol and para-tert-butylphenol, including mixed. The operational properties of such compositions depend on their composition.
Известным способом получения ариловых эфиров фосфорной кислоты является взаимодействие хлорокиси фосфора с фенолами, замещенными фенолами или их смесью. Этерификацию хлорокиси фосфора проводят в присутствии катализатора, например безводного хлорида магния, при нагревании от 80°С до 170°С. Процесс протекает легко, однако осложнен образованием продуктов неполной этерификации хлорокиси фосфора, для отделения которых требуется многократное фракционирование (К.А. Андрианов, Л.М. Хананашвили. Технология элементоорганических мономеров и полимеров. М., Химия, с. 333, 1973).A known method for producing aryl esters of phosphoric acid is the interaction of phosphorus oxychloride with phenols substituted by phenols or a mixture thereof. The esterification of phosphorus oxychloride is carried out in the presence of a catalyst, for example anhydrous magnesium chloride, when heated from 80 ° C to 170 ° C. The process is easy, but complicated by the formation of products of incomplete esterification of phosphorus oxychloride, the separation of which requires multiple fractionation (K.A. Andrianov, L.M. Khananashvili. Technology of organoelement monomers and polymers. M., Chemistry, p. 333, 1973).
Известны способы получения смешанных триарилфосфатов взаимодействием хлорокиси фосфора с фенолами общей формулы:Known methods for producing mixed triaryl phosphates by the interaction of phosphorus oxychloride with phenols of the general formula:
где X=Н, трет-С4Н9.where X = H, tert-C 4 H 9 .
На первой стадии проводят алкилирование хлорокиси фосфора трет-бутилфенолом с образованием моно- и дихлорфосфатов, после чего вводят фенол и получают смесь средних фосфатов с выходом ~ 92-94 масс %. В качестве катализатора используют MgCl2, TiCl4 (US 6242631 В1, опубл. 05.06.2001).At the first stage, phosphorus oxychloride is alkylated with tert-butylphenol to form mono- and dichlorophosphates, then phenol is introduced and a mixture of medium phosphates is obtained with a yield of ~ 92-94 wt%. As the catalyst used MgCl 2 , TiCl 4 (US 6242631 B1, publ. 05.06.2001).
Согласно способу, описанному в US 4087386, опубл. 02.05.1978, смешанные триарилфосфаты получают добавлением хлорокиси фосфора к смеси фенола и трет-бутилфенола при катализе хлоридом магния с выходом 94 масс %.According to the method described in US 4087386, publ. 05/02/1978, mixed triaryl phosphates are prepared by adding phosphorus oxychloride to a mixture of phenol and tert-butyl phenol under catalysis with magnesium chloride in a yield of 94 wt%.
Общим недостатком описанных выше способов получения смешанных фосфатов на основе хлорокиси фосфора является образование хлористого водорода как сопряженного продукта реакции, удаление которого требует проведения дополнительных технологических операций. Наличие хлорокиси фосфора и хлористого водорода вызывает необходимость решения проблемы коррозии оборудования и загрязнения окружающей среды. Кроме того, хлорокись фосфора представляет собой легко гидролизующееся высокотоксичное вещество с токсикологическим классом опасности I (ПДК 0,4 мг/м3), работа с которым допускается только на специализированных химических предприятиях. Поэтому практический интерес представляет использование для получения триарилфосфатов альтернативных источников фосфора, в частности малотоксичной и доступной фосфорной кислоты.A common disadvantage of the above methods for producing mixed phosphates based on phosphorus oxychloride is the formation of hydrogen chloride as a conjugated reaction product, the removal of which requires additional technological operations. The presence of phosphorus oxychloride and hydrogen chloride necessitates solving the problems of equipment corrosion and environmental pollution. In addition, phosphorus oxychloride is a highly hydrolyzable highly toxic substance with toxicological hazard class I (MPC 0.4 mg / m 3 ), work with which is allowed only at specialized chemical enterprises. Therefore, it is of practical interest to use alternative sources of phosphorus, in particular, low toxic and available phosphoric acid, to obtain triaryl phosphates.
Известен способ получения трикрезил- и трифенилфосфата этерификацией, соотвественно крезолов и фенола 85%-ной фосфорной кислотой. В случае фенола процесс проводят при нагревании реакционной смеси от температуры 115°С до 300°С с непрерывной отгонкой азеотропа вода-фенол на ректификационной колонке, частичным отделением воды в сепараторе и возврате органической фазы на орошение колонки. Образовавшийся по завершении реакции трифенилфосфат выделяют перегонкой в вакууме с выходом 59 масс %. Температура застывания полученного продукта равна 44°С, что ниже известной (48-50°С). Трифенилфосфат подвергают промывке 5%-ным водным раствором гидроокиси натрия, после чего выход неизбежно падает (US 2805240 А, опубл. 03.09.1957).A known method of producing tricresyl and triphenyl phosphate by esterification, respectively, of cresols and phenol with 85% phosphoric acid. In the case of phenol, the process is carried out by heating the reaction mixture from 115 ° C to 300 ° C with continuous distillation of the water-phenol azeotrope on a distillation column, partial separation of water in the separator and return of the organic phase to column irrigation. Triphenylphosphate formed upon completion of the reaction is isolated by distillation in vacuo with a yield of 59 wt%. The pour point of the obtained product is 44 ° C, which is lower than the known (48-50 ° C). Triphenyl phosphate is washed with a 5% aqueous sodium hydroxide solution, after which the yield inevitably falls (US 2805240 A, publ. 03.09.1957).
Реализация способа также не лишена недостатков. В частности, плотности фенола и крезолов незначительно превышают плотность воды, что без использования дополнительного растворителя затрудняет расслаивание дистиллята в сепараторе и вызывает технические трудности, связанные с подачей на орошение колонки нижней органической фазы. При этом органическая фаза фенолов содержит значительное количество воды (растворимость в феноле около 30 масс %, в крезоле 10-15 масс %), которая с потоком орошения возвращается в реакционную систему и замедляет процесс, сдвигая реакционное равновесие в сторону исходных веществ и ухудшая тем самым выход конечного продукта. Кроме этого, индивидуальный трифенилфосфат и трикрезилфосфаты без дополнительного введения более тяжелых фенольных заместителей непригодны для использования в качестве огнестойкого масла, а в случае менее "кислых" ксиленолов и других подходящих для этой цели алкилфенолов реакция идет крайне медленно.The implementation of the method is also not without drawbacks. In particular, the densities of phenol and cresols are slightly higher than the density of water, which, without the use of an additional solvent, makes it difficult to separate the distillate in the separator and causes technical difficulties associated with supplying the lower organic phase for irrigation. In this case, the organic phase of phenols contains a significant amount of water (solubility in phenol is about 30 mass%, in cresol 10-15 mass%), which returns to the reaction system with an irrigation flow and slows down the process, shifting the reaction equilibrium towards the starting materials and thereby worsening yield of the final product. In addition, individual triphenylphosphate and tricresylphosphates without the addition of heavier phenolic substituents are unsuitable for use as a flame-retardant oil, and in the case of less "acidic" xylenols and other alkyl phenols suitable for this purpose, the reaction is extremely slow.
Известен способ получения триарилфосфатов этерификацией ксиленолов 85%-ной фосфорной кислотой. В качестве катализатора используют триарилфосфиты в количестве 4-5 масс % от массы вводимого фенола. Реакцию проводят при постепенном повышении температуры от 200 до 300°С. Триксиленилфосфат-сырец выделяют вакуумной перегонкой. Товарный продукт получают после промывки сырца щелочью с выходом 79-80 масс % на прореагировавший ксиленол (SU 176895, опубл. 01.12.1965).A known method of producing triarylphosphates by esterification of xylenols with 85% phosphoric acid. As a catalyst, triarylphosphites are used in an amount of 4-5% by weight of the phenol introduced. The reaction is carried out with a gradual increase in temperature from 200 to 300 ° C. The crude trixylene phenate is isolated by vacuum distillation. A commercial product is obtained after washing the raw material with alkali with a yield of 79-80 wt% on the reacted xylenol (SU 176895, publ. 01.12.1965).
Недостатком описанного способа является дополнительная стадия промывки сырого продукта щелочью, а также использование в качестве катализатора значительного количества дорогостоящего, труднодоступного и склонного к окислению фосфорорганического соединения - триксиленилфосфита. Другим недостатком этого способа является тот факт, что высокая токсичность триарилфосфатов на основе ксиленолов, существенным образом сдерживает их применение в качестве огнестойкого масла. Кроме того, их производство не обеспечено воспроизводимой сырьевой базой.The disadvantage of the described method is the additional stage of washing the crude product with alkali, as well as the use as a catalyst of a significant amount of expensive, inaccessible and prone to oxidation of organophosphorus compounds - trisilenylphosphite. Another disadvantage of this method is the fact that the high toxicity of xylenol-based triarylphosphates substantially inhibits their use as a flame-retardant oil. In addition, their production is not provided with a reproducible raw material base.
Наиболее близким техническим решением к предложенному способу является способ получения триарилфосфатов взаимодействием фосфорной кислоты с различными гидроксиарильными соединениями, а именно, крезолом или изопропилфенолом. Способ осуществляют в присутствии жесткого катиона, взятого в качестве катализатора. Таким катионом может быть катион, выбранный из перечня: В3+, Cd2+, Sb5+, Mg2+, Mn2+, Cu2+, Zn2+, Со2+, Li+, Fe3+, Al3+ и взятый в количестве 1-5 масс %. Процесс этерификации фосфорной кислоты фенолами проводят при перемешивании и непрерывном отводе реакционной воды азеотропной отгонкой с фенолом. Для облегчения удаления воды из паровой и конденсированной фаз используют инертный углеводородный растворитель. Образовавшийся триарилфосфат выделяют дистилляцией при пониженном давлении с рециклом интермедиата и катализатора в реакционную зону. В процессе используют 100%-ную фосфорную кислоту, реакцию ведут при температуре 240-255°С в течение 5,75 ч. По реакции с крезолами получают состав реакционной смеси, масс %: монокрезилфосфат - 3, дикрезилфосфат - 30, трикрезилфосфат - 27, непрореагировавший крезол - 34. Аналогичная реакция с орто-изопропилфенолом дает 43,2 масс % три-изопропилфенилфосфата и 56,8 масс % ди-изопропилфенилфосфата (US 5097056 А, опубл. 17.03. 1992).The closest technical solution to the proposed method is a method for producing triarylphosphates by the interaction of phosphoric acid with various hydroxyaryl compounds, namely, cresol or isopropylphenol. The method is carried out in the presence of a hard cation taken as a catalyst. Such a cation can be a cation selected from the list: B 3+ , Cd 2+ , Sb 5+ , Mg 2+ , Mn 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Co 2+ , Li + , Fe 3+ , Al 3+ and taken in an amount of 1-5 mass%. The process of esterification of phosphoric acid with phenols is carried out with stirring and continuous removal of the reaction water by azeotropic distillation with phenol. An inert hydrocarbon solvent is used to facilitate the removal of water from the vapor and condensed phases. The resulting triaryl phosphate is isolated by distillation under reduced pressure, and the intermediate and catalyst are recycled to the reaction zone. In the process, 100% phosphoric acid is used, the reaction is carried out at a temperature of 240-255 ° C for 5.75 hours. By reaction with cresols, the composition of the reaction mixture is obtained, mass%: monocresyl phosphate - 3, dicresyl phosphate - 30, tricresyl phosphate - 27, unreacted cresol - 34. A similar reaction with ortho-isopropylphenol gives 43.2% by weight of tri-isopropylphenylphosphate and 56.8% by weight of di-isopropylphenylphosphate (US 5097056 A, publ. 17.03. 1992).
Недостатками способа являются: невысокий выход триарилфосфата (43-56 масс % для крезола); низкая селективность образования целевого продукта (56-61 масс % при реакции с крезолом); наличие в составе продуктов реакции неполных (кислых) фосфатов, в количествах, соизмеримых с количеством целевого продукта; использование 100%-ной фосфорной кислоты, что требует специальной стадии концентрирования кислоты общепринятого использования (87%-ной).The disadvantages of the method are: a low yield of triaryl phosphate (43-56 mass% for cresol); low selectivity of the formation of the target product (56-61 wt% when reacting with cresol); the presence of incomplete (acidic) phosphates in the composition of the reaction products in amounts commensurate with the amount of the target product; the use of 100% phosphoric acid, which requires a special stage of concentration of acid of common use (87%).
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в разработке способа получения смешанных триарилфосфатов, исключающего недостатки ближайшего аналога, и упрощение способа их получения.The technical problem solved by the invention is to develop a method for producing mixed triarylphosphates, eliminating the disadvantages of the closest analogue, and simplifying the method for their preparation.
Технический результат от реализации изобретения заключается в упрощении способа за счет исключения катализатора и применения фосфорной кислоты общепринятого использования (87%-ной), повышении селективности образования смешанных полных (нейтральных) триарилфосфатов и выхода целевого продукта.The technical result from the implementation of the invention is to simplify the method by eliminating the catalyst and using phosphoric acid of common use (87%), increasing the selectivity of the formation of mixed complete (neutral) triaryl phosphates and the yield of the target product.
Технический результат от реализации изобретения достигается тем, что проводят взаимодействие фенола с фосфорной кислотой, взятых в мольном отношении 2:1, при достижении температуры 175-250°С в течение 6,5-7 ч в атмосфере инертного газа при непрерывной отгонке азеотропной смеси фенол-вода, в полученный продукт реакции вводят пара-трет-бутилфенол в мольном отношении 2:1 к взятой фосфорной кислоте и выдерживают реакционную смесь при этой же температуре в течение 6-7 ч, выделяющуюся в процессе воду в виде азеотропной смеси фенол-вода отделяют непрерывной отгонкой и получают целевой продукт, представляющий собой смесь смешанных триарилфосфатов I-IV:трифенилфосфата (I), п-трет-бутилфенилдифенилфосфата (II), ди(п-трет-бутилфенил)фенилфосфата (III), три(п-трет-бутилфенил)фосфата (IV):The technical result from the implementation of the invention is achieved by the fact that they carry out the interaction of phenol with phosphoric acid, taken in a molar ratio of 2: 1, when the temperature reaches 175-250 ° C for 6.5-7 hours in an inert gas atmosphere with continuous distillation of the azeotropic phenol mixture water, para-tert-butylphenol is introduced in the molar ratio 2: 1 to the taken phosphoric acid and the reaction mixture is kept at the same temperature for 6-7 hours, the water released in the process in the form of an azeotropic phenol-water mixture is separated no explicit distillation and obtain the target product, which is a mixture of mixed triaryl phosphates I-IV: triphenyl phosphate (I), p-tert-butylphenyl diphenyl phosphate (II), di (p-tert-butylphenyl) phenylphosphate (III), tri (p-tert-butylphenyl ) phosphate (IV):
Указанные признаки весьма существенны.These signs are very significant.
Организация процесса с указанной последовательностью введения компонентов позволяет избежать разрушения пара-трет-бутилфенола по реакции деалкилирования, протекающей при повышенных температурах. Участие незамещенного фенола в реакции с фосфорной кислотой на начальной стадии процесса обеспечивает снижение кислотности реакционной среды, чем предотвращает протекание нежелательного побочного процесса деалкилирования алкилфенола в фенол. Иные последовательности введения фенольных компонентов приводят, как показано в примерах, к нежелательному обогащению смеси смешанных триарилфосфатов трифенилфосфатом.The organization of the process with the indicated sequence of introducing the components avoids the destruction of para-tert-butylphenol by the dealkylation reaction proceeding at elevated temperatures. The participation of unsubstituted phenol in the reaction with phosphoric acid at the initial stage of the process reduces the acidity of the reaction medium, which prevents the undesirable side process of dealkylation of alkyl phenol to phenol. Other sequences for introducing phenolic components lead, as shown in the examples, to an undesirable enrichment of the mixture of mixed triaryl phosphates with triphenyl phosphate.
Протекание процесса контролируют по количеству выделившейся воды с учетом воды, внесенной с Н3РО4, конверсию «безводной» фосфорной кислоты рассчитывают по количеству выделившейся реакционной воды. Количество и состав образовавшихся смешанных триарилфосфатов определяют методом газожидкостной хроматографии. Селективность по смешанным триарилфосфатам (I-IV) рассчитывают на основании материального баланса процесса по воде, количеству и составу целевых эфиров. Реакционную воду и воду, содержащуюся в фосфорной кислоте, удаляют в виде азеотропа, причем азеотропообразующим агентом является сам фенол, который после отделения воды возвращается в реакционную смесь. Реакция протекает через последовательное образование моно-, ди- и триэфиров фосфорной кислоты. Образование первичных и вторичных эфиров (кислых эфиров) происходит достаточно быстро, после чего равновесная концентрация воды становится очень низкой (0,01-0,1 масс %), и для дальнейшего протекания реакции необходимо обеспечить такой эффективный отвод воды, чтобы ее концентрация была ниже равновесной. Растворимость фенола в воде составляет около 30 масс %, поэтому после расслоения азеотропа непосредственный возврат фенола в реакционную смесь не способен обеспечить низкую концентрацию воды.The process is controlled by the amount of released water, taking into account the water introduced with H 3 PO 4 , the conversion of "anhydrous" phosphoric acid is calculated by the amount of released reaction water. The amount and composition of the resulting mixed triaryl phosphates is determined by gas-liquid chromatography. Selectivity for mixed triaryl phosphates (I-IV) is calculated based on the material balance of the process with respect to water, the amount and composition of the target esters. The reaction water and water contained in phosphoric acid are removed as an azeotrope, the phenol itself being the azeotroping agent, which, after separation of the water, is returned to the reaction mixture. The reaction proceeds through the sequential formation of mono-, di- and triesters of phosphoric acid. The formation of primary and secondary esters (acidic esters) occurs quite quickly, after which the equilibrium concentration of water becomes very low (0.01-0.1 mass%), and for the further course of the reaction it is necessary to ensure such an effective water removal that its concentration is lower equilibrium. The solubility of phenol in water is about 30 mass%, therefore, after separation of the azeotrope, the direct return of phenol to the reaction mixture is not able to provide a low concentration of water.
Проблема удаления воды в настоящем изобретении решается следующим образом. Паровая фаза реакционной смеси, представляющая собой смесь фенола и воды, поступает в ректификационную колонку. В верхней части колонки отделяется азеотроп фенол-вода, который контактирует с парами гидрофобного растворителя, хорошо растворяющего фенол, но не растворяющегося в воде. Смесь паров растворителя и азеотропа фенол-вода поступает в устройство для конденсации, охлаждения и сепарации - насадка Дина-Старка с обратным холодильником. После охлаждения вода отслаивается в сепараторе от смеси фенола с растворителем и отводится в виде нижнего слоя, а освобожденный от воды органический слой (фенол и растворитель) поступает на орошение верха колонки, где растворитель испаряется и совместно с парами азеотропа вновь поступает в сепаратор. Благодаря использованию гидрофобного растворителя, органическая фаза, поступающая на орошение колонки, практически не содержит воды.The problem of water removal in the present invention is solved as follows. The vapor phase of the reaction mixture, which is a mixture of phenol and water, enters the distillation column. In the upper part of the column, the phenol-water azeotrope is separated, which is in contact with a vapor of a hydrophobic solvent that dissolves phenol well but does not dissolve in water. A mixture of solvent vapor and the phenol-water azeotrope enters the device for condensation, cooling, and separation — the Dean-Stark nozzle with a reflux condenser. After cooling, water exfoliates in a separator from a mixture of phenol with a solvent and is discharged in the form of a lower layer, and the organic layer freed from water (phenol and solvent) is fed to the top of the column to be irrigated, where the solvent evaporates and again enters the separator together with azeotrope vapors. Due to the use of a hydrophobic solvent, the organic phase entering the column irrigation practically does not contain water.
В качестве растворителя для расслаивания азеотропа фенол-вода могут быть использованы органические соединения, не растворяющиеся в воде, плохо растворяющиеся в воде и хорошо растворяющие фенол. Температура кипения растворителя должна быть ниже температуры кипения фенола (180°С) и предпочтительнее сопоставима с температурой кипения азеотропа фенол-вода (99,6°С, содержание воды 91 масс %) или несколько ниже ее. При этом плотность растворителя должна быть ниже плотности воды, чтобы обеспечить ее технологически удобное отделение в виде нижнего слоя. Всем этим требованиям удовлетворяют ароматические углеводороды ряда бензола с числом углеродных атомов до 9, простые, сложные эфиры и кетоны с числом углеродных атомов от 5 до 8, а также ряд других соединений.As a solvent for delaminating the phenol-water azeotrope, organic compounds that are not soluble in water, poorly soluble in water and well soluble phenol can be used. The boiling point of the solvent should be lower than the boiling point of phenol (180 ° C) and more preferably comparable to the boiling point of the phenol-water azeotrope (99.6 ° C, water content 91 mass%) or slightly lower. In this case, the density of the solvent should be lower than the density of water to ensure its technologically convenient separation in the form of a lower layer. Aromatic hydrocarbons of a series of benzene with the number of carbon atoms up to 9, simple, esters and ketones with the number of carbon atoms from 5 to 8, as well as a number of other compounds satisfy all these requirements.
Осуществление настоящего изобретения иллюстрируют приведенные ниже примеры, которые не ограничивают объем притязаний, представленных в формуле изобретения.The implementation of the present invention is illustrated by the following examples, which do not limit the scope of the claims presented in the claims.
Пример 1.Example 1
В трехгорлую колбу, снабженную термопарой для измерения температуры куба, капельной воронкой для ввода расплава фенола и насадочной ректификационной колонкой (∅20×200 мм, спиральная насадка ∅3,5×3 мм из проволоки ∅0,5 мм сталь 12Х18Н10Т), сверху которой установлена насадка Дина-Старка с охлаждающей рубашкой и обратным холодильником, помещают 20,05 г (0,21 моль) фенола и 12,00 г (7,1 мл, 0,107 моль Н3РО4) раствора 87%-ной фосфорной кислоты. Насадку Дина-Старка заполняют 25 мл смеси метилизобутилкетон-толуол в объемном соотношении 7:3. Реакционную смесь нагревают в атмосфере аргона в течение 6,5 ч, непрерывно отгоняя через колонку азеотропную смесь фенол-вода и отделяя воду в насадке Дина-Старка. Температура куба самопроизвольно повышается от 175 до 250°С. Затем в реакционную смесь вводят 32,00 г (0,213 моль) пара-трет-бутилфенола и выдерживают в течение 6 ч при этой же температуре. Суммарно отделяется 4,7 мл воды. В результате реакции образуются смешанные триарилфосфаты с указанными фенолами, состав которых приведен в таблице. Селективность образования полных смешанных триарилфосфатов (I-IV) 79 моль %, конверсия в расчете на безводную Н3РО4 82 моль %. Выход целевого продукта - 64,8 моль %, содержание трифенилфосфата не превышает 30,7 моль %.Into a three-necked flask equipped with a thermocouple for measuring the temperature of the cube, a dropping funnel for introducing the phenol melt and a packed distillation column (∅20 × 200 mm, spiral nozzle ∅3.5 × 3 mm from wire ∅0.5 mm steel 12X18H10T), on top of which a Dean-Stark nozzle was installed with a cooling jacket and a reflux condenser; 20.05 g (0.21 mol) of phenol and 12.00 g (7.1 ml, 0.107 mol of H 3 PO 4 ) of a solution of 87% phosphoric acid were placed. The Dean-Stark nozzle is filled with 25 ml of a mixture of methyl isobutyl ketone-toluene in a volume ratio of 7: 3. The reaction mixture was heated under argon for 6.5 hours, continuously dropping a phenol-water azeotropic mixture through a column and separating water in a Dean-Stark nozzle. The temperature of the cube spontaneously rises from 175 to 250 ° C. Then, 32.00 g (0.213 mol) of para-tert-butylphenol was introduced into the reaction mixture and kept at the same temperature for 6 hours. A total of 4.7 ml of water is separated. The reaction results in the formation of mixed triaryl phosphates with the indicated phenols, the composition of which is given in the table. The selectivity of the formation of complete mixed triaryl phosphates (I-IV) is 79 mol%, the conversion based on anhydrous H 3 PO 4 82 mol%. The yield of the target product is 64.8 mol%, the content of triphenylphosphate does not exceed 30.7 mol%.
Пример 2.Example 2
Процесс проводят, как описано в примере 1, но пара-третбутилфенол вводят в количестве 17,60 г (0,117 моль). В ходе реакции отделяется 5 мл воды, что составляет конверсию Н3РО4 60 моль % и селективность образования полных смешанных триарилфосфаов 81 моль %. Выход целевого продукта - 48,6 моль %. Пример показывает, что уменьшение количества вводимого пара-третбутилфенола приводит к снижению конверсии и выхода, а также к увеличению содержания трифенилфосфата в составе результирующей композиции смешанных триарилфосфатов.The process is carried out as described in example 1, but para-tert-butylphenol is introduced in an amount of 17.60 g (0.117 mol). During the reaction, 5 ml of water is separated, which amounts to a conversion of H 3 PO 4 of 60 mol% and a selectivity of formation of complete mixed triarylphosphs of 81 mol%. The yield of the target product is 48.6 mol%. The example shows that a decrease in the amount of introduced para-tert-butylphenol leads to a decrease in conversion and yield, as well as an increase in the content of triphenyl phosphate in the composition of the resulting composition of mixed triaryl phosphates.
Пример 3.Example 3
Процесс проводят как описано в примере 1, но со следующей последовательностью введения фенольных компонентов: 1) пара-трет-бутилфенол, 2) фенол. Количество воды, выделившейся в результате реакции, составляет 3,7 мл, что соответствует конверсии Н3РО4 65 моль % и селективности образования полных смешанных триарилфосфатов 100 моль %. Выход целевого продукта - 65 моль %. Композиция полных эфиров представлена преимущественно трифенилфосфатом, что связано с протеканием нежелательного процесса деалкилирования (деградации) пара-трет-бутилфенола.The process is carried out as described in example 1, but with the following sequence of administration of phenolic components: 1) para-tert-butylphenol, 2) phenol. The amount of water released as a result of the reaction is 3.7 ml, which corresponds to the conversion of H 3 PO 4 65 mol% and the selectivity of the formation of complete mixed triaryl phosphates 100 mol%. The yield of the target product is 65 mol%. The full ester composition is predominantly represented by triphenylphosphate, which is associated with the undesired process of dealkylation (degradation) of para-tert-butylphenol.
Пример 4 (пример сравнения).Example 4 (comparison example).
Процесс проводят, как описано в примере 3, но с одновременной загрузкой в реакционную зону фенольных компонентов как в ближайшем аналоге. При сравнении с примером 1 наблюдается увеличение содержания трифенилфосфата, связанное с протеканием нежелательного процесса деалкилирования (деградации) пара-трет-бутилфенола. Выход целевого продукта - 86 моль %.The process is carried out as described in example 3, but with simultaneous loading into the reaction zone of phenolic components as in the closest analogue. When compared with example 1, there is an increase in the content of triphenylphosphate associated with the occurrence of an undesirable process of dealkylation (degradation) of para-tert-butylphenol. The yield of the target product is 86 mol%.
Пример 5 (пример сравнения).Example 5 (comparison example).
Процесс проводят, как описано в примере 4, но с уменьшенным временем реакции. Сокращение времени контакта приводит к снижению содержания трифенилфосфата в продукте, что указывает на меньшую степень деградации алкилзамещенного фенола. Выход целевого продукта - 41,5 моль %.The process is carried out as described in example 4, but with a reduced reaction time. Shortening the contact time leads to a decrease in the content of triphenylphosphate in the product, which indicates a lower degree of degradation of alkyl substituted phenol. The yield of the target product is 41.5 mol%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018112440A RU2670105C1 (en) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | Method for obtaining mixed triaryl phosphates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018112440A RU2670105C1 (en) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | Method for obtaining mixed triaryl phosphates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2670105C1 true RU2670105C1 (en) | 2018-10-18 |
Family
ID=63862403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018112440A RU2670105C1 (en) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | Method for obtaining mixed triaryl phosphates |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2670105C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2751888C1 (en) * | 2020-10-29 | 2021-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие КВАЛИТЕТ ООО НПП КВАЛИТЕТ | Method for obtaining fire-resistant hydraulic fluid base |
| CN113214315A (en) * | 2021-04-29 | 2021-08-06 | 南京威尔生物科技有限公司 | Preparation method of high-performance low-acid-value phosphate |
| CN115103849A (en) * | 2020-02-04 | 2022-09-23 | 国立大学法人佐贺大学 | Production method of phosphoric acid diester or phosphoric acid triester |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU176895A1 (en) * | Г. Д. Харлампович , Т. Ф. Аксенова | METHOD OF OBTAINING TRIARYLIPHOSPHATES | ||
| SU176895A (en) * | ||||
| US4139487A (en) * | 1965-12-01 | 1979-02-13 | Albright & Wilson Limited | Mixed tri-aryl (phenyl and alkylphenyl) phosphate esters |
| US5097056A (en) * | 1988-02-08 | 1992-03-17 | Bromine Compounds Ltd. | Process for the preparation of triaryl phosphates using H3 PO4 and hard cation as a catalyst |
-
2018
- 2018-04-06 RU RU2018112440A patent/RU2670105C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU176895A1 (en) * | Г. Д. Харлампович , Т. Ф. Аксенова | METHOD OF OBTAINING TRIARYLIPHOSPHATES | ||
| SU176895A (en) * | ||||
| US4139487A (en) * | 1965-12-01 | 1979-02-13 | Albright & Wilson Limited | Mixed tri-aryl (phenyl and alkylphenyl) phosphate esters |
| US5097056A (en) * | 1988-02-08 | 1992-03-17 | Bromine Compounds Ltd. | Process for the preparation of triaryl phosphates using H3 PO4 and hard cation as a catalyst |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115103849A (en) * | 2020-02-04 | 2022-09-23 | 国立大学法人佐贺大学 | Production method of phosphoric acid diester or phosphoric acid triester |
| RU2751888C1 (en) * | 2020-10-29 | 2021-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие КВАЛИТЕТ ООО НПП КВАЛИТЕТ | Method for obtaining fire-resistant hydraulic fluid base |
| CN113214315A (en) * | 2021-04-29 | 2021-08-06 | 南京威尔生物科技有限公司 | Preparation method of high-performance low-acid-value phosphate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100720873B1 (en) | Bisphenol-A bis (diphenyl phosphate) -based flame retardant | |
| JPH069661A (en) | Trialkyl phosphate ester composition and its preparation | |
| RU2670105C1 (en) | Method for obtaining mixed triaryl phosphates | |
| US3184496A (en) | Process for the preparation and recovery of triethyl phosphite and derivatives thereof | |
| JP2002526571A5 (en) | ||
| US9587187B2 (en) | Alkyl trityl phenyl ethers | |
| EP0230779B1 (en) | Alkylresorcinol phosphites | |
| EP0005310B1 (en) | Process for preparing dialkylphosphorochloridothioates, the use of the so prepared compounds as intermediates, and the use of some of the final products as insecticides | |
| KR20020023967A (en) | Process for the preparation of condensed phosphoric esters | |
| US3184495A (en) | Process for the preparation and recovery of trimethyl phosphite and derivatives thereof | |
| US2890235A (en) | Trifluoromethyl-substituted triaryl phosphate esters | |
| RU2672360C1 (en) | Method for obtaining basis of flame-retardant oil | |
| US3422156A (en) | Nuclear methylation of phenols | |
| US4087410A (en) | 5-(Tertiary alkyl) resorcinol preparation and intermediates therefor | |
| SU530651A3 (en) | Working fluid | |
| EP0142148B1 (en) | Phosphate ester synthesis without phosphorylation catalyst | |
| RU2751888C1 (en) | Method for obtaining fire-resistant hydraulic fluid base | |
| US2177923A (en) | Improved mineral oil composition | |
| US4820853A (en) | Process for the preparation of alkyl diaryl phosphites and diaryl halophosphates | |
| WO2017062557A1 (en) | Phosphate ester composition and use | |
| US3699193A (en) | Process for preparation of dialkyl vinyl phosphates | |
| US3773864A (en) | Triaryl phosphates | |
| US4533753A (en) | (Hydrocarbylthio)phenols and their preparation | |
| EP0122203B1 (en) | (hydrocarbylthio)phenols and their preparation | |
| RU2028299C1 (en) | Method for production of triarylphosphates |