[发明专利]一种羟基乙叉二膦酸的“一步法”合成方法

说明书

技术领域

本发明属于轻工业技术领域，具体涉及一种羟基乙叉二膦酸的合成方法。

背景技术

羟基乙叉二膦酸又称(1-羟基亚乙基)二膦酸、羟基亚乙基二膦酸。其用途非常广泛，在轻纺工业中作为金属和非金属的清洗剂；在漂染工业可以作为过氧化物稳定剂和固色剂；在无氰电镀工业中可以作为络合剂；在医药行业中可以作为放射性元素的携带剂；在电力、化工、冶金、化肥等工业循环冷却水系统中作为阻垢缓蚀剂等。据中国石油出版社出版2006年6月出版的《水处理药剂及材料实用手册(第二版)》97-98页报导，目前羟基乙叉二膦酸的合成工艺路线有多种，其中以三氯化磷、冰醋酸、水为原料合成羟基乙叉二膦酸的工艺在国内外运用最为广泛。此合成工艺主要是利用三氯化磷、冰醋酸和水反应生成亚磷酸和乙酰氯，再经由乙酰化合和水解等反应生成羟基乙叉二膦酸。但是在实际合成工艺过程中相关反应并不是如序进行，而是伴随其他副反应竞争性的交错进行，反应过程较为复杂，因而反应过程难以控制。同时反应过程中会伴随有氯化氢等大量副产物生成，中间体乙酰氯由于沸点低易被产生的氯化氢气体带走而造成乙酰氯大量损失，这样不仅增加了“三废”的排放量，而且会直接降低产品的收率，减少企业的经济效益。为了克服上述合成过程中存在的问题，本发明直接以亚磷酸、乙酰氯和水为原料，以正丁醇为溶剂，“一步法“合成羟基乙叉二膦酸。

发明内容

本发明的目的：是针对传统羟基乙叉二膦酸合成工艺过程中，反应时间长、反应过程较难控制、伴随副反应较多，原料损耗较大等技术问题，直接以亚磷酸、乙酰氯和水为原料，正丁醇为溶剂，经过乙酰化合反应和水解反应，“一步法”合成羟基乙叉二膦酸。

本发明的主要原理是：利用亚磷酸和乙酰氯发生乙酰化合反应，然后再对生成产物加水进行水解。“一步法”的反应式如下，其中反应式(1)为亚磷酸和乙酰氯发生乙酰化合反应过程，反应式(2)为反应式(1)生成产物的水解过程。

本发明采用的技术方案是：将一定量的亚磷酸和乙酰氯加入反应釜中，打开冷凝回流装置，在电磁搅拌器转速为200r/min，温度为40℃条件下反应1.5小时。然后缓慢升温到115℃，反应1.5小时后加入一定量的正丁醇蒸馏1.0h，蒸馏出正丁醇以带走盐酸以及过量的乙酰氯。最后降温到60℃，加入一定量的水进行水解反应1小时。放置冷却，得到淡黄色粘稠液体，即为本发明的羟基乙叉二膦酸。其中亚磷酸、乙酰氯、正丁醇和水四者投加摩尔比为1：1.5：1.35：1。

本发明的羟基乙叉二膦酸合成方法，避免了传统合成方法中工艺路线较为复杂，反应过程中伴随的副反应较多，反应过程较难控制，原料损耗较大等问题，并且有效减少了“三废”的排放。

附图说明

图1：本发明的红外图谱图

具体实施方式

本发明提供的一种“一步法”合成羟基乙叉二膦酸的方法如下：

将一定量的亚磷酸和乙酰氯加入反应釜中，打开冷凝回流装置，在电磁搅拌器转速为200r/min，温度为40℃条件下反应1.5小时。然后缓慢升温到115℃，反应1.5小时后加入一定量的正丁醇蒸馏1.0h，直至蒸馏出正丁醇以带走盐酸以及过量的乙酰氯。最后降温到60℃，加入一定量的水进行水解反应1小时。放置冷却，得到淡黄色粘稠液体，即为本发明的羟基乙叉二膦酸。其中亚磷酸、乙酰氯、正丁醇和水四者投加摩尔比为1:1.5:1.35:1。

亚磷酸的分子量是82，乙酰氯分子量是78.5，正丁醇的分子量是74，水的分子量是18，羟基乙叉二膦酸的分子量是206。

以下提供本发明的4个实施例

实施例1

向反应釜中加入10.25kg亚磷酸和14.75kg乙酰氯，打开冷凝回流装置，在电磁搅拌器转速为200r/min，温度为40℃条件下反应1.5小时。然后缓慢升温到115℃，反应1.5小时后加入12.50kg正丁醇蒸馏1.0h，直至蒸馏出正丁醇以带走盐酸以及过量的乙酰氯。最后降温到60℃，加入2.25kg水进行水解反应1小时。放置冷却，得到淡黄色粘稠液体，即为本发明合成的羟基乙叉二膦酸，其产量为16.67kg，质量浓度约为87.00％。

实施例2