[发明专利]一种含P、N系阻燃剂的合成制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机磷氮系阻燃剂的合成制造方法。

背景技术

1999年，彭治汉,欧育湘合成了一种具有螺环磷酰芳胺结构的阻燃1,4-二(5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酰亚胺基)苯，结构式：

2002年天津工业大学任元林在其《磷系阻燃剂的合成及阻燃Lyocell纤维的研制》（硕土论文中）率先合成了本发明所述阻燃剂1,4-二(5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酰亚胺基)乙烷（DDPN），结构式：

2009年王彦林、王冬军等采用任元林相似的方法合成DDPN，对反应溶剂选择、工艺条件的优化等做了进一步的实验对比研究。

以上研究提供的合成方法对与本发明的区别在于，本发明是在同一反应器内，完成目标产物的合成制造。本发明是在上述研究成果基础上，去除中间产物或过渡产物的分离和纯化过程，简化工艺步骤。为更容易回收反应溶剂，在本发明中不采用添加缚酸剂（如吡啶、三乙胺等）。所采取工艺路线，更易为工业化生产所采纳。

发明内容

本发明提供了一种的合成磷氮系阻燃剂DDPN的方法。本发明是在背景技术研究成果基础上，去除中间产物或过渡产物的分离和纯化过程，在同一反应器内一次合成目标产物阻燃剂DDPN。所采取工艺路线更为简单，反应更容易控制，而且还能够大大地降低反应成本，缩短反应时间，为工业化生产提供更为有利的条件。

为此，本发明提供了一种含P、N系阻燃剂的合成方法，该阻燃剂的分子式为C₁₂H₂₆O₆P₂N₂，结构式是：

其特征在于：包括如下步骤：

(1)将新戊二醇溶于非质子溶剂中，在惰性气氛下滴加等摩尔量的三氯氧磷，反应至无明显氯化氢气体排出；

(2)向反应体系中滴加新戊二醇0.5-1倍摩尔量的二胺，体系温度控制在0-15℃；

(3)滴加结束后在常温下反应1-3小时，然后过滤，产物经洗涤、干燥即得到上式的阻燃剂。

其中所述的非质子溶剂优选为氯仿和/或二氯乙烷。

其中所述的二胺优选为乙二胺。

其中第一步骤通常需要6-8小时的反应时间。

其中滤液经蒸馏回收后循环使用。

其中，新戊二醇、三氯氧磷和二胺的摩尔质量比为1:1:(0.5-1)。

更具体地说，合成反应包括如下工艺步骤：

1、向装有回流冷凝器并有通入氮气保护气的搅拌容器内，投入适当的溶剂和新戊二醇；

2、在40℃～80℃温度下，滴加所投入新戊二醇等摩尔量的三氯氧磷；

3、滴加完成后，在继续向反应器加热和继续通入干燥氮气条件下，进行回流反应，直至无明显氯化氢气体排出；反应时间通常为6-8小时

4、降温至0～10℃；并在此温度下滴加所投入新戊二醇0.5～1倍摩尔量的乙二胺。控制此过程的滴加速度，通常约2～3小时滴加结束。

5、逐浙恢复反应体系温度至常温，并保持常温下继续反应1-3小时。

6、产物后处理：将反应结束后的物料过滤除去溶剂，水洗至无氯离子，然后烘干即得本发明的目标产物DDPN。

为实现本发明目的，合成反应优选可选择如下非质子反应溶剂：二氧六环、氯仿、和/或四氢呋喃，更优选氯仿为溶剂。

更为优选的是，在第一步骤反应结束后，将反应体系降温至0℃附近，然后加入适量的酰化催化剂，所述酰化催化剂例如为DMAP。这将有利于提高反应的速率和提高产品纯度。

实施例1

向带有搅拌、温度计、回流冷凝管和干燥氮气流保护的三口烧瓶中加入275ml氯仿和52g（0.5mol）新戊二醇。升温至60℃，缓慢滴加76.5g三氯氧磷，3小时滴完。回流温度下继续反应约3小时，此时氮气流中已无明显氯化氢气体。

冰水浴降温至5℃，保持下0～10℃温度下缓慢滴加30g乙二胺（0.5mol），3小时滴完。滴加完成后，逐渐恢复体系温度至常温，并保持在常温状态下继续搅拌反应6小时。

反应结束后，过滤所得物料，水洗滤饼，烘干，得56.2g白色粉末状固体产物DDPN，熔点270～276℃，计算收率为63.6%。

实施例2