韋永飛,曾 輝,吳李瑞,齊 勇,王 佳
(安徽國星生物化學有限公司,安徽省雜環(huán)化學重點實驗室,安徽 馬鞍山 243100)
甲基亞磷酸二乙酯是草銨膦生產(chǎn)過程中的重要中間體,該化合物著火點為40℃,對空氣和水蒸氣均較為敏感,常溫下沸點為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行親核取代反應,最后通過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%);其余試劑均為國藥分析純試劑。集熱式加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器設備有限公司)。
氣相色譜:島津GC2014;色譜柱:毛細管柱se30,柱長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);氮氣保護下降溫到-20℃,緩慢向其中滴加450mL甲基溴化鎂(3M in THF);滴加結束后,緩慢升溫至室溫,保溫1h;反應結束,減壓精餾[2]。
將上述實驗得到的產(chǎn)物進行減壓精餾,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℃。考查不同長度的精餾柱對甲基亞磷酸二乙酯純度的影響,結果見表1。
表1 不同長度的精餾柱對甲基亞磷酸二乙酯純度的影響
從表1可以看出,選用0.5m長的精餾柱分離效果較差,1m和1.5m長的精餾柱分離效果類似,優(yōu)選1m長的填料柱為精餾柱。
使用1m長的精餾柱進行減壓精餾,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|對甲基亞磷酸二乙酯純度的影響,結果見表2。
表2 減壓精餾不同填料介質對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,具有相對更高的塔板效率,產(chǎn)品純度達75%。
減壓精餾中使用1m長的精餾柱,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℃??疾椴煌亓鞅葘谆鶃喠姿岫阴ゼ兌鹊挠绊懀Y果見表3。
表3 不同回流比對甲基亞磷酸二乙酯純度的影響
表3實驗結果表明,通過增加回流比能夠有效提高產(chǎn)物的純度,當回流比達到3∶1時,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℃??疾椴煌诇囟葘谆鶃喠姿岫阴ゼ兌群途s時間的影響,結果見表4。
通過條件篩選,提高塔底溫度能夠明顯縮短精餾時間。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 塔底溫度對甲基亞磷酸二乙酯純度和精餾時間的影響
通過一系列的條件篩選,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94%,能夠滿足制備草銨膦的指標要求。
[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.□