韋永飛,曾 輝,吳李瑞,齊 勇,王 佳
(安徽國(guó)星生物化學(xué)有限公司,安徽省雜環(huán)化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 馬鞍山 243100)
甲基亞磷酸二乙酯是草銨膦生產(chǎn)過(guò)程中的重要中間體,該化合物著火點(diǎn)為40℃,對(duì)空氣和水蒸氣均較為敏感,常溫下沸點(diǎn)為118℃~120℃。制備該化合物的工業(yè)化路線如下:
圖1 甲基亞磷酸二乙酯的制備方法
使用甲基溴化鎂和氯代亞磷酸二乙酯進(jìn)行親核取代反應(yīng),最后通過(guò)精餾得到甲基亞磷酸二乙酯[1]。由于該化合物易燃、易分解,精餾過(guò)程中容易發(fā)生著火和爆炸,因而,精餾工藝條件的開發(fā)是草銨膦生產(chǎn)過(guò)程中亟待解決的難題。
甲基溴化鎂(上海上虞化工);氯代亞磷酸二乙酯(自制,純度>95%);其余試劑均為國(guó)藥分析純?cè)噭<療崾郊訜岽帕嚢杵鳎柫x市予華儀器設(shè)備有限公司)。
氣相色譜:島津GC2014;色譜柱:毛細(xì)管柱se30,柱長(zhǎng)50m;程序升溫:80℃保留5min程序升溫至180℃;升溫速率:20℃/min,180℃保留5min;甲基亞磷酸二乙酯R.T.=6.3min。
向2L的雙層玻璃反應(yīng)釜中加入干燥的四氫呋喃300mL,三甲苯500mL,氯代亞磷酸二乙酯200g(1.28mol);氮?dú)獗Wo(hù)下降溫到-20℃,緩慢向其中滴加450mL甲基溴化鎂(3M in THF);滴加結(jié)束后,緩慢升溫至室溫,保溫1h;反應(yīng)結(jié)束,減壓精餾[2]。
將上述實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)物進(jìn)行減壓精餾,填料為玻璃彈簧,真空度為5000Pa,回流比為0,精餾塔底溫度為90℃,塔頂溫度為60℃??疾椴煌L(zhǎng)度的精餾柱對(duì)甲基亞磷酸二乙酯純度的影響,結(jié)果見表1。
表1 不同長(zhǎng)度的精餾柱對(duì)甲基亞磷酸二乙酯純度的影響
從表1可以看出,選用0.5m長(zhǎng)的精餾柱分離效果較差,1m和1.5m長(zhǎng)的精餾柱分離效果類似,優(yōu)選1m長(zhǎng)的填料柱為精餾柱。
使用1m長(zhǎng)的精餾柱進(jìn)行減壓精餾,真空度為5000Pa,回流比為0,精餾塔底溫度為90℃,塔頂溫度為60℃??疾椴煌盍辖橘|(zhì)對(duì)甲基亞磷酸二乙酯純度的影響,結(jié)果見表2。
表2 減壓精餾不同填料介質(zhì)對(duì)甲基亞磷酸二乙酯純度的影響
從表2可以看出,使用拉西環(huán)精餾,具有相對(duì)更高的塔板效率,產(chǎn)品純度達(dá)75%。
減壓精餾中使用1m長(zhǎng)的精餾柱,使用拉西環(huán)為填料,真空度為5000Pa,精餾塔底溫度為90℃,塔頂溫度為60℃。考查不同回流比對(duì)甲基亞磷酸二乙酯純度的影響,結(jié)果見表3。
表3 不同回流比對(duì)甲基亞磷酸二乙酯純度的影響
表3實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)增加回流比能夠有效提高產(chǎn)物的純度,當(dāng)回流比達(dá)到3∶1時(shí),能夠顯著提高甲基亞磷酸二乙酯的純度。
減壓精餾中使用1m長(zhǎng)的精餾柱,使用拉西環(huán)為填料,回流比為3∶1,真空度為5000Pa,塔頂溫度為60℃??疾椴煌诇囟葘?duì)甲基亞磷酸二乙酯純度和精餾時(shí)間的影響,結(jié)果見表4。
通過(guò)條件篩選,提高塔底溫度能夠明顯縮短精餾時(shí)間。綜合考慮產(chǎn)品純度,確定最優(yōu)條件為塔底溫度為100℃。
表4 塔底溫度對(duì)甲基亞磷酸二乙酯純度和精餾時(shí)間的影響
通過(guò)一系列的條件篩選,得到了甲基亞磷酸二乙酯的最優(yōu)精餾條件:使用1m長(zhǎng)的精餾柱,拉西環(huán)為填料,回流比為3∶1,真空度為5000Pa,塔底溫度為100℃,塔頂溫度為60℃。精餾得到的產(chǎn)物純度達(dá)94%,能夠滿足制備草銨膦的指標(biāo)要求。
[1]Process for the Preparation of Alkylphosphonous Acid Diesters and Di Alkylphosphonous Acid Esters:US:5128495[P].
[2]史鴻鑫,林輝,項(xiàng)菊萍,等.高效除草劑草丁膦中間體的合成[J].江蘇化工,2005,33:106-107.□