[发明专利]有机磷化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机磷化合物领域，具体涉及一种具有刚性结构的双官能团有机磷化合物及其制备方法。

背景技术

由于稀土元素的化学性质极其相似，它们的分离十分困难。近年来，有机磷酸化合物已广泛应用于稀土萃取分离工业中。

目前用于稀土萃取分离的有机磷酸化合物主要有二（2-乙基己基）磷酸（P204）、2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯（P507）以及二（2，4，4-三甲基戊基磷酸（Cyanex 272）。其中，P204水溶性小且稳定，与被萃取稀土生成的萃合物在有机相中具有较大的溶解度，因而在稀土分离中得到广泛应用，但是，P204具有分离系数小、反萃困难、反萃液余酸高等缺点。P507在镍/钴稀土的萃取分离方面均比P204表现出更好的分离能力，但是P507具有对重稀土分离系数较低、反萃酸度高的缺点。Cyanex272具有较好的选择性，具有较大的分离系数，能够实现在弱酸性条件下对稀土的有效分离，但是Cyanex 272在应用中存在萃取容量较低、分离体系易乳化的缺点。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种选择性好、萃取容量高以及反萃容易的有机磷化合物及其制备方法。

一种有机磷化合物，该有机磷化合物包括两个磷酸酯基团、一个刚性结构和多个烷基，所述刚性结构位于两个磷酸酯基团之间，所述刚性结构为一苯环或苯环与多个烷基的组合，所述多个烷基为含1~20个碳原子的烷基。

一种有机磷化合物的制备方法，包括以下步骤：S1，使醇和三氯化磷反应，生成二烷基亚磷酸酯，所述醇中的烷基和二烷基亚磷酸酯中的烷基均为R₁，R₁为含1~20个碳原子的烷基；S2，使所述二烷基亚磷酸酯与醇钠反应，得到二烷基亚磷酸钠酯；S3，使所述二烷基亚磷酸钠酯与1,4-二氯甲基苯溶液反应，得到一中间体，所述1,4-二氯甲基苯在苯环上含有R₂、R₃、R₄、R₅，其中，R₂、R₃、R₄、R₅分别独立地为氢原子或1~20个碳原子的烷基；以及S4，使所述中间体与氢氧化钠溶液反应，然后用硫酸溶液进行洗涤，得到所述有机磷化合物。

与现有技术相比，本发明提供的有机磷化合物，是具有刚性结构的双官能团有机磷酸化合物，该双磷酸酯官能团之间的连接体具有刚性结构，该刚性结构连接体的空间结构效应和位阻效应对提高所述有机磷化合物用作萃取剂时的选择性和饱和容量十分有利，提高了该有机磷化合物的萃取容量。而且，由于所述有机磷化合物含有两个磷酸酯官能团，因此可以以单个给体与金属离子配位，也可以以两个或多个给体与金属离子配位，从而造成对不同金属离子的选择性差异。另外，所述有机磷化合物在萃取过程中生成的萃合物中含有C-P键，其酸性较弱，反萃相对容易。本发明提供的有机磷化合物的制备方法，可以在较低温度下形成C-P键，避免了高温下产生大量杂质，且反应时间短、效率较高。

附图说明

图1为本发明提供的有机磷化合物的H-核磁（¹H NMR）图谱。

图2为图1中所述有机磷化合物的P-核磁（³¹P NMR）图谱。

图3为图1中所述有机磷化合物的红外光谱。

图4为本发明提供的另一有机磷化合物的H-核磁（¹H NMR）图谱。

图5为图4中所述有机磷化合物的P-核磁（³¹P NMR）图谱。

图6为图4中所述有机磷化合物的红外光谱。

图7为本发明提供的有机磷化合物的合成路线图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的有机磷化合物及其制备方法作进一步的详细说明。

本发明提供一种有机磷化合物，该有机磷化合物包括两个磷酸酯基团、一个刚性结构和多个烷基，所述刚性结构位于两个磷酸酯基团之间，所述刚性结构为一苯环或苯环与多个烷基的组合。所述多个烷基为含1~20个碳原子的烷基。该有机磷化合物的通式为结构式A：

……结构式A

其中，R₁为含1~20个碳原子的烷基。R₂、R₃、R₄、R₅分别独立地为氢原子或含1~20个碳原子的烷基。