[发明专利]一种新型糖类生物基环状磷/膦酸酯及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种新型糖类生物基环状磷/膦酸酯及其制备方法和应用。属于化合物领域。所述的环状磷/膦酸酯是将D‑木糖与乙酰氯进行反应得到中间产物，之后在缚酸剂的作用下与二氯磷酸酯或膦酰二氯进行反应，即可得到目标产品。该制备方法产率高，工艺简单，原料成本较低，环境污染小，且制备出的环状磷/膦酸酯阻燃剂阻燃性能突出，易于实现工业化。

技术领域

本发明涉及化合物领域，具体涉及一种新型糖类生物基环状磷/膦酸酯及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着人们对环保问题的重视以及有关环保法律法规的不断完善，卤系阻燃剂逐渐被禁用，开发无卤、低毒、高效的有机磷阻燃剂成为研究的热点。含磷阻燃剂可分为添加型和反应型两大类，添加型含磷阻燃剂有较好的阻燃性能且使用方便、种类很多，例如DMMP(甲基膦酸二甲酯)[Li W,Jiang Y,Jin Y,Zhu X L.Fuel,2019,235:1294-1300.]、TCEP(含氯有机磷酸酯三(2-氯乙基)磷酸酯)[Zhang A Z,Zhang Y H.Advanced MaterialsResearch,2012,374-377:1563-1566.]及TCPP(磷酸三(1-氯-2-丙基)酯)[Liu W,Zhang ZJ,Ge X G.International Journal of Polymer Analysis and Characterization,2018,23:38-44.]。

但添加型含磷阻燃剂在保存和使用过程中往往存在阻燃剂迁移、水解等弊端，且其往往和高分子材料混合而成，因此影响材料的机械性能[Henri Vahabi,RodolpheSonnier,Laurent Ferry.Polymer International,2015,64:313-328.]。而反应型阻燃剂通过与高分子基体材料发生化学反应，既可以赋予材料良好的阻燃性能，又对材料本身的机械性能影响较小，克服了添加型阻燃剂不稳定的缺点[Ménard,Negrell-Guirao,Claire；Ferry,Laurent.European Polymer Journal,2014,57:109-120.]。目前大量的对反应型含磷阻燃剂的研究表明，环状的磷酸酯阻燃剂以及含苯环的磷酸酯阻燃剂具有更优越的成炭性和热稳定性，因而阻燃性能更好[Guo,Q Q,Cao J,Han YY.Green Chemistry,2017,19(14):3418-3427.]。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于天然产物D-木糖结构的新型生物基环状磷/膦酸酯的制备方法及其在阻燃材料的应用。该制备方法工艺简单，原料成本较低，环境污染小，且制备出的环状磷/膦酸酯阻燃剂阻燃性能突出，易于实现工业化。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一类新型糖类生物基环状磷/膦酸酯，糖类生物基环状磷/膦酸酯的结构特征如下：

其中：R选自C1-C6链状或环状的烷基或含羟基的烷基、所述的A为H、C1-C3的烷基、C1-C3的酯基、—OCH₃、Cl、Br、I、NO₂或CN。

在一些优选的技术方案中：R选自C1-C3的烃基或其中所述的A为H、—OCH₃、Cl、Br、I、NO₂或CN。进一步的：所述的A为H、—OCH₃、Cl、Br或I。

在一些最选的技术方案中：R选自C1-C3的烃基或所述的A为H。

一种上述糖类生物基环状磷/膦酸酯的制备方法，该方法包括以下步骤：

第一步：将D-木糖溶于甲醇(甲醇既是溶剂，也是反应物)中，加入1.5eq的乙酰氯(催化剂)，0～60℃反应0.5～4h，经TLC监测反应完成后，向反应体系加入适当无机碱淬灭反应，滤除白色固体，旋干有机相，得到化合物2粗品；