阻燃剂单体三缩水甘油磷酸酯的合成研究

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以甘油、盐酸为原料,在乙酸催化剂作用下进行氯代反应,制得3-氯-1,2-丙二醇(3-MCPD)。通过单因素实验考察了原料配比、催化剂用量、反应时间、反应温度因素对产品得率的影响。正交实验确定了合成3-MCPD的最佳工艺条件:原料配比n(盐酸):n(甘油)=3.2,催化剂用量为0.3%,反应时间为12 h,反应温度为100℃。通过重复稳定性实验验证了最佳条件的选取是合理稳定的,正交实验的结果是正确可靠的,三次实验3-MCPD的平均得率为60.9%。采用环氧氯丙烷水解法,浓硫酸为催化剂,制得3-MCPD。通过中心复合设计实验方法,考察了原料配比、催化剂用量、反应时间、反应温度因素对产品得率的影响。确定了合成3-MCPD的最佳工艺条件:原料配比n(H2O):n(ECH)=4.5,催化剂用量为0.2%,反应时间为3h,反应温度为100℃。通过循环套用前馏分,3-MCPD的平均得率为89.6%。3-氯-1,2-丙二醇碱性条件下闭环合成缩水甘油,以非质子极性溶剂XY-3为溶剂,相转移催化剂-1用量为0.5%(占反应物总量的质量百分比),n(NaOH):n(3-MCPD)=1.04:1,反应温度30℃,加料时间3h,保温时间为2h。产品缩水甘油环氧值达到了1.27 eq/100g,产率达到了56.9%。以缩水甘油和三氯氧磷为原料,甲苯为溶剂,在以三乙胺为缚酸剂的低温条件下采用直接酯化法制备磷酸三缩水甘油酯(TGP)的工艺。通过因素筛选实验获取了4个主要影响反应的条件:物料配比,缚酸剂用量,反应温度,保温时间。通过单因素、正交试验设计实验确定了最佳工艺条件:n(GLY):n(POCl3)=3.4:1, n(TEA):n(POCl3)=4.2:1;反应温度为4℃;保温时间为18 h。所得无色透明产物,其环氧值在1.0 eq/100g以上,水分在0.064%以下,达到目标要求。并通过红外和核磁的表征确定了所合成的化合物为磷酸三缩水甘油酯(TGP)。三乙胺盐酸盐可与氢氧化钠溶液反应,通过常压蒸馏,收集80-90℃间的馏分,回收缚酸剂三乙胺。
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