CN113896745A - 一种取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，包括以下步骤：
本发明提供的取代二芳基磷酸类化合物在连续化反应器中的制备方法，具有反应时间短、反应条件温和、纯度高、副产物少、收率高、产量大等特点，原料利用率很高，使得工艺过程更加绿色、环保、经济、高效，产物收率高达99％以上，产物的纯度高达99.9％以上。
Description
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，具体地说，涉及一种取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法。
背景技术
取代二芳基磷酸类成核剂是一种广泛使用的聚合物材料改性添加剂，通过提供晶核促进结晶，使晶粒的尺寸细化，来改变结晶型聚合物的结晶度，加快其结晶速率，从而提高制品的刚度、热变形温度、尺寸稳定性、透明度和表面光泽度等性能。取代二芳基磷酸类成核剂自20世纪90年代以来一直是聚合物添加改性助剂中开发最活跃的产品种类之一。近30年来新型结构层出不穷，但通过分析它们的化学结构可以发现，这些新结构的有机磷酸类化合物均包含取代二芳环。取代二芳基磷酸类成核剂作为有机高分子材料不可或缺的添加改性助剂已经显示了巨大的市场潜力，目前，国内外均采用以三氯氧磷和取代二芳基酚及其衍生物为原料，选用无机氨类或有机胺类作为缚酸剂，在适当的溶剂中进行环构化反应和水解反应来制备生产。
2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸是一种性能优异的取代二芳基磷酸类成核剂，广泛用于高性能聚合物材料的加工生产中，具有良好的发展前景。外观为白色结晶状粉末，不溶于水，溶于各种醇类、卤代烃类和酰胺类溶剂，具有高效、无毒、低挥发、无污染等特点。将2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸添加到聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、涤纶等多种高分子材料中，能够有效提高其结晶度、结晶温度、力学性能、加工稳定性、光学性能、耐热稳定性和耐候性等。
取代二芳基磷酸类成核剂最先由日本ADK公司在上世纪80年代研发出来，目前在国际市场上占有较大的市场份额，国内大多数用户使用的进口产品主要来自这家公司。国内在上世纪90年代末开始研制取代二芳基磷酸类成核剂，目前已进入开发应用和批量试生产阶段。随着乙烯和丙烯工业的迅速发展，国内市场的需求量日趋增大。目前研究生产取代二芳基磷酸类成核剂的单位包括企业和科研院所等共10家左右，但都规模较小，收率较低。
目前，取代二芳基磷酸类成核剂的合成方法主要以三氯氧磷和取代二芳基酚及其衍生物为原料，在碱性缚酸剂的作用下生成目标产物。Svara Juergen等在德国专利DE3940765中报导了一种取代二芳基有机磷酸的合成方法。将取代二芳基酚混入三氯氧磷中，并在N,N-二甲基甲酰胺存在的条件下，回流反应10小时进行成环缩合反应，真空除去过量的三氯氧磷后，加入大量的醋酸水解，得到取代二芳基有机磷酸，产率34％。此工艺步骤复杂，且产率较低。公开号为JP63181493和JP61210090的日本专利中介绍了以取代二芳基酚为原料，以三溴氧磷为环酰化剂，以N,N-二甲基甲酰胺为催化剂，制备出2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸，产物收率为34％。工艺存在收率低，后处理工艺复杂等不足。国内最早的文献报道为王一中、余鼎声等在《PP成核剂的合成及应用》(塑料工业，1999，27(5)：29～31)中以甲苯和环己烷等为溶剂、三乙胺为缚酸剂、三氯氧磷为环酰化剂，制备出2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸，产率为45％。该方法产率较低，且反应时间长，能耗大。顾民等在公开号为CN101367833A的专利申请中公布了一种在二氯甲烷体系下制备2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸的方法，该方法使用大量的二氯甲烷作溶剂，但该溶剂毒性大，沸点低，污染严重，且回收的损失较大。
目前，对取代二芳基磷酸类成核剂的合成已有许多报道，但制备方法存在的缺点也是显而易见的，例如：反应条件苛刻、操作繁琐、安全性低、收率较低、反应时间长、反应不连续、生产效率低等。鉴于此，有必要发展一种安全、简单、快速、高效、经济的连续化工艺技术来实现取代二芳基磷酸类成核剂的高通量生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，解决了现有技术中存在的反应时间长、生产效率低、操作复杂、安全性低等问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一方面提供了一种取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，包括以下步骤：
将化合物3和第一缚酸剂溶于溶剂中并装载在一原料罐中，将三氯氧磷溶于溶剂中并装载在另一原料罐中，化合物3、第一缚酸剂、三氯氧磷的摩尔比为(0.1～100):(0.1～100):1；
所述化合物3中，R1、R2、R3、R4分别独立地选自H、C1～C12烷基、芳基取代C1～C12烷基(如苯基异丙基)、C3～C12环烷基、甲氧基、卤素(氟、氯、溴、碘)、卤素取代C1～C12烷基(如三氟甲基)、苯基、C1～C12烷基取代苯基(如甲苯基)中的至少一种，且不限于以上种类；
R5选自-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2(CH2)2CH2-、-CH2(CH2)3CH2-、-CH2(CH2)4CH2-、-CH2(CH2)5CH2-、-CH2(CH2)6CH2-、-CH2(CH2)7CH2-、-CH2(CH2)8CH2-、-CH2(CH2)9CH2-、-CH2(CH2)10CH2-、-CHR6-中的至少一种，且不限于以上种类；R6选自卤素(氟、氯、溴、碘)、C1～C12烷基，且不限于以上种类；
两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过混合器连续进入内径为0.1～250mm、长度为0.1～1000m且包括以上范围内尺寸组合的填充内构件的连续化反应器中，反应完全后得到化合物2的反应液，出料进入混合器；
将水或者水和第二缚酸剂的混合物装载在一原料罐中，化合物2的反应液和水的体积比为(0.1～100):1，第二缚酸剂和化合物3的摩尔比为(0.1～100):1；在进料泵的作用下进入混合器，与混合器中化合物2的反应液混合，连续进入内径为0.1～250mm、长度为0.1～1000m且包括以上范围内尺寸组合的填充内构件的连续化反应器中，反应完全后出料抽滤、水洗、干燥、重结晶获得所述取代二芳基磷酸类化合物即化合物1。
优选的，所述化合物3的结构如下：
所述第一缚酸剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、吡啶、三甲胺、三乙胺、氮甲基咪唑、N,N-二甲基甲酰胺、4-二甲氨基吡啶、乙酸钠、甲醇钠、叔丁醇钾中的至少一种或两种以上的混合物，且不限于以上种类。
所述溶剂选自乙酸乙酯、环己烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃、碳酸二乙酯、甲基叔丁基醚、苯、甲苯、氯苯、苯甲醚、1,4-二氧六环中的至少一种或两种以上的混合物，且不限于以上种类。
所述第二缚酸剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、吡啶、三甲胺、三乙胺、氮甲基咪唑、N,N-二甲基甲酰胺、4-二甲氨基吡啶、乙酸钠、甲醇钠、叔丁醇钾中的至少一种或两种以上的混合物，且不限于以上种类。
所述混合器选自Y型、T型、L型混合器中的至少一种，且不限于以上种类。
所述连续化反应器为静态或振动，所述振动的方式为气动、电磁振动中的一种，且不限于以上种类。
所述连续化反应器的振动频率范围为0～100Hz，优选的，振动频率范围为0～50Hz。
所述连续化反应器的反应压力为1～50bar，反应温度为-10～180℃，停留时间为1～3600s。优选的，所述连续化反应器中，反应压力为1～30bar，反应温度为0～100℃，停留时间为10～1800s。
所述连续化反应器中填充的内构件选自球形、椭球形、圆柱形、圆台形、环形、齿形、星形、弹簧形、垂直螺旋形、锥形、多面体形中的至少一种，且不限于以上种类。
所述重结晶的溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、环己烷、甲醇、乙醇、异丙醇、正己烷、石油醚中的至少一种或两种以上的混合物，且不限于以上种类。
优选的，所述化合物3和三氯氧磷的摩尔比为0.91:1。
优选的，所述第一缚酸剂和三氯氧磷的摩尔比为(3～9):1，优选为5.5:1。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明提供的取代二芳基磷酸类化合物在连续化反应器中的制备方法，在缚酸剂作用下，由取代二芳基酚及其衍生物、三氯氧磷和水在连续化反应器中制备取代二芳基磷酸类化合物。与传统间歇式反应条件相比，连续化反应过程能精确控制，安全性能佳，反应时间明显缩短，产量大，生产效率高。而反应器中内构件产生的搅拌和剪切作用可以解决反应中潜在的固体沉积导致的反应器堵塞问题并促进物料混合。在优化后的反应条件下，目标产物取得了很高的收率。本发明方法具有反应时间短，反应转化率高，目标产物选择性好、纯度高以及原料利用率高等优点，使得生产工艺更加高效、经济。同时，本发明方法操作简单、生产效率高、成本低廉、对环境污染小，能够连续不间断生产且产品质量稳定，所以具有良好的工业应用前景。
本发明提供的取代二芳基磷酸类化合物在连续化反应器中的制备方法，通过使用连续化反应器来制备取代二芳基磷酸类化合物，反应时间明显缩短，反应条件更加温和，反应转化率和收率以及产品纯度明显提高，并且可连续化生产，操作简单，安全性高，可以有效克服传统釜式反应的缺点。本发明提供的取代二芳基磷酸类化合物在连续化反应器中的制备方法，具有反应时间短、反应条件温和、纯度高、副产物少、收率高、产量大等特点，原料利用率很高，使得工艺过程更加绿色、环保、经济、高效，产物收率高达99％以上，产物的纯度高达99.9％以上。
本发明提供的取代二芳基磷酸类化合物在连续化反应器中的制备方法，制备的取代二芳基磷酸类化合物作为成核改性剂广泛应用于聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、涤纶等材料的改性，以提高这类材料的结晶度、结晶温度、力学性能、光学性能等。
附图说明
图1为本发明的取代二芳基磷酸类衍生物在连续化反应器中的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明实施例所用试剂如表1所示：
表1
| 试剂名称 | 规格 | 生产厂家 |
| 2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基)苯酚 | 工业纯 | 上海晟磐新材料科技有限公司 |
| 2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基)苯酚 | 工业纯 | 上海晟磐新材料科技有限公司 |
| 2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基)苯酚 | 工业纯 | 上海晟磐新材料科技有限公司 |
| 甲苯 | 分析纯 | 上海泰坦科技股份有限公司 |
| 环己烷 | 分析纯 | 上海泰坦科技股份有限公司 |
| 三氯氧磷 | 分析纯 | 国药集团化学试剂有限公司 |
| 无水乙醇 | 分析纯 | 上海泰坦科技股份有限公司 |
| 三乙胺 | 分析纯 | 上海泰坦科技股份有限公司 |
| 氮甲基咪唑 | 分析纯 | 上海泰坦科技股份有限公司 |
| 吡啶 | 分析纯 | 上海泰坦科技股份有限公司 |
| 水 | 超纯 | 实验室自制 |
实施例1
称取2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.63g)和三乙胺(0.15mol，20.85mL)，用80mL甲苯溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL甲苯溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过Y型混合器连续进入内径为5mm、长度为8m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率10Hz，反应温度控制在10℃，常压，停留时间为180s，出料进入Y型混合器；将30mL水和三乙胺(0.075mol，10.42mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入Y型混合器，与出料混合并连续进入内径为5mm、长度为16m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率10Hz，反应温度控制在40℃，常压，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.11g，产率为99.5％，熔点>300℃。具体反应流程如图1所示，图1为本发明的取代二芳基磷酸类衍生物在连续化反应器中的制备方法流程示意图。
实施例2
称取2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.63g)和三乙胺(0.15mol，20.85mL)，用80mL甲苯溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL甲苯溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过Y型混合器连续进入内径为5mm、长度为8m的填充圆柱形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率10Hz，反应温度控制在10℃，常压，停留时间为180s，出料进入Y型混合器；将30mL水和三乙胺(0.075mol，10.42mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入Y型混合器，与出料混合并连续进入内径为5mm、长度为16m的填充圆柱形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率10Hz，反应温度控制在40℃，常压，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.06g，产率为99.1％，熔点>300℃。
实施例3
称取2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.63g)和三乙胺(0.15mol，20.85mL)，用100mL甲苯溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用50mL甲苯溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过Y型混合器连续进入内径为8mm、长度为10m的填充垂直螺旋形不锈钢内构件的可振动反应器中，反应器保持静态，反应温度控制在10℃，常压，停留时间为180s，出料进入Y型混合器；将30mL水和三乙胺(0.075mol，10.42mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入Y型混合器，与出料混合并连续进入内径为8mm、长度为25m的填充垂直螺旋形不锈钢内构件的可振动反应器中，反应器保持静态，反应温度控制在50℃，常压，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.13g，产率为99.7％，熔点>300℃。
实施例4
称取2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.63g)和吡啶(0.15mol，12.08mL)，用80mL甲苯溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL甲苯溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过T型混合器连续进入内径为4mm、长度为10m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率15Hz，反应温度控制在10℃，常压，停留时间为210s，出料进入T型混合器；将30mL水和吡啶(0.075mol，6.04mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入T型混合器，与出料混合并连续进入内径为4mm、长度为25m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率15Hz，反应温度控制在50℃，常压，停留时间为270s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.03g，产率为98.9％，熔点>300℃。
实施例5
称取2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.63g)和氮甲基咪唑(0.15mol，11.96mL)，用80mL环己烷溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL环己烷溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过T型混合器连续进入内径为5mm、长度为10m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率30Hz，反应温度控制在15℃，常压，停留时间为180s，出料进入T型混合器；将30mL水和氮甲基咪唑(0.075mol，5.98mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入T型混合器，与出料混合并连续进入内径为5mm、长度为25m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率30Hz，反应温度控制在60℃，常压，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.08g，产率为99.3％，熔点>300℃。
实施例6
称取2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.63g)和三乙胺(0.15mol，20.85mL)，用60mL环己烷溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用30mL环己烷溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过T型混合器连续进入内径为4mm、长度为10m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率50Hz，反应温度控制在15℃，反应压力2bar，停留时间为150s，出料进入T型混合器；将50mL水和三乙胺(0.075mol，10.42mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入T型混合器，与出料混合并连续进入内径为4mm、长度为25m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率50Hz，反应温度控制在55℃，反应压力2bar，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.04g，产率为99.0％，熔点>300℃。
实施例7
称取2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基)苯酚(0.025mol，8.51g)和三乙胺(0.15mol，20.85mL)，用80mL甲苯溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL甲苯溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过Y型混合器连续进入内径为5mm、长度为8m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率10Hz，反应温度控制在10℃，常压，停留时间为180s，出料进入Y型混合器；将30mL水和三乙胺(0.075mol，10.42mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入Y型混合器，与出料混合并连续进入内径为5mm、长度为16m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率10Hz，反应温度控制在40℃，常压，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯氧基)磷酸9.98g，产率为99.2％，熔点>280℃。产物结构式如下：
实施例8
称取2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基)苯酚(0.025mol，8.51g)和三乙胺(0.15mol，20.85mL)，用80mL甲苯溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL甲苯溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过Y型混合器连续进入内径为5mm、长度为8m的填充圆柱形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率10Hz，反应温度控制在10℃，常压，停留时间为180s，出料进入Y型混合器；将30mL水和三乙胺(0.075mol，10.42mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入Y型混合器，与出料混合并连续进入内径为5mm、长度为16m的填充圆柱形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率10Hz，反应温度控制在40℃，常压，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯氧基)磷酸9.96g，产率为99.0％，熔点>280℃。
实施例9
称取2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基)苯酚(0.025mol，8.51g)和吡啶(0.15mol，12.08mL)，用80mL甲苯溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL甲苯溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过T型混合器连续进入内径为4mm、长度为10m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率15Hz，反应温度控制在10℃，常压，停留时间为210s，出料进入T型混合器；将30mL水和吡啶(0.075mol，6.04mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入T型混合器，与出料混合并连续进入内径为4mm、长度为25m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率15Hz，反应温度控制在50℃，常压，停留时间为270s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯氧基)磷酸10.03g，产率为99.7％，熔点>280℃。
实施例10
称取2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基)苯酚(0.025mol，8.51g)和氮甲基咪唑(0.15mol，11.96mL)，用80mL环己烷溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL环己烷溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过T型混合器连续进入内径为5mm、长度为10m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率30Hz，反应温度控制在15℃，常压，停留时间为180s，出料进入T型混合器；将30mL水和氮甲基咪唑(0.075mol，5.98mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入T型混合器，与出料混合并连续进入内径为5mm、长度为25m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率30Hz，反应温度控制在60℃，常压，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯氧基)磷酸10.00g，产率为99.4％，熔点>280℃。
实施例11
称取2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基)苯酚(0.025mol，8.51g)和三乙胺(0.15mol，20.85mL)，用60mL环己烷溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用30mL环己烷溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过T型混合器连续进入内径为4mm、长度为10m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率50Hz，反应温度控制在15℃，反应压力2bar，停留时间为150s，出料进入T型混合器；将30mL水和三乙胺(0.075mol，10.42mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入T型混合器，与出料混合并连续进入内径为4mm、长度为25m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率50Hz，反应温度控制在55℃，反应压力2bar，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯氧基)磷酸9.97g，产率为99.1％，熔点>280℃。
实施例12
称取2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.97g)和三乙胺(0.15mol，20.85mL)，用80mL甲苯溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL甲苯溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过Y型混合器连续进入内径为5mm、长度为8m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率10Hz，反应温度控制在10℃，常压，停留时间为180s，出料进入Y型混合器；将30mL水和三乙胺(0.075mol，10.42mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入Y型混合器，与出料混合并连续进入内径为5mm、长度为16m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率10Hz，反应温度控制在40℃，常压，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.38g，产率为98.9％，熔点>300℃。产物结构式如下：
实施例13
称取2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.97g)和三乙胺(0.15mol，20.85mL)，用80mL甲苯溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL甲苯溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过Y型混合器连续进入内径为5mm、长度为8m的填充圆柱形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率10Hz，反应温度控制在10℃，常压，停留时间为180s，出料进入Y型混合器；将30mL水和三乙胺(0.075mol，10.42mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入Y型混合器，与出料混合并连续进入内径为5mm、长度为16m的填充圆柱形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率10Hz，反应温度控制在40℃，常压，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.45g，产率为99.5％，熔点>300℃。
实施例14
称取2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.97g)和吡啶(0.15mol，12.08mL)，用80mL甲苯溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL甲苯溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过T型混合器连续进入内径为4mm、长度为10m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率15Hz，反应温度控制在10℃，常压，停留时间为210s，出料进入T型混合器；将30mL水和吡啶(0.075mol，6.04mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入T型混合器，与出料混合并连续进入内径为4mm、长度为25m的填充球形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为电磁振动，频率15Hz，反应温度控制在50℃，常压，停留时间为270s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.49g，产率为99.8％，熔点>300℃。
实施例15
称取2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.97g)和氮甲基咪唑(0.15mol，11.96mL)，用80mL环己烷溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用40mL环己烷溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过T型混合器连续进入内径为5mm、长度为10m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率30Hz，反应温度控制在15℃，常压，停留时间为180s，出料进入T型混合器；将30mL水和氮甲基咪唑(0.075mol，5.98mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入T型混合器，与出料混合并连续进入内径为5mm、长度为25m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率30Hz，反应温度控制在60℃，常压，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.47g，产率为99.6％，熔点>300℃。
实施例16
称取2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.97g)和三乙胺(0.15mol，20.85mL)，用60mL环己烷溶解并装载在一原料罐中。三氯氧磷(0.0275mol，2.56mL)用30mL环己烷溶解并装载在另一原料罐中。两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过T型混合器连续进入内径为4mm、长度为10m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率50Hz，反应温度控制在15℃，反应压力2bar，停留时间为150s，出料进入T型混合器；将30mL水和三乙胺(0.075mol，10.42mL)置于一原料罐中，在进料泵的作用下进入T型混合器，与出料混合并连续进入内径为4mm、长度为25m的填充弹簧形不锈钢内构件的可振动反应器中，振动方式为气动，频率50Hz，反应温度控制在55℃，反应压力2bar，停留时间为300s。将出料抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸12.39g，产率为99.0％，熔点>300℃。
对比例1
称取2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基)苯酚(0.025mol，10.63g)和三乙胺(0.25mol，34.75mL)，在氮气保护下，用100mL甲苯溶解并装载在四口烧瓶中，保持20℃恒温，开启冷凝与搅拌，将三氯氧磷(0.0325mol，3mL)用20mL甲苯溶解并装载在恒压滴液漏斗中，然后在30min内缓慢滴加，滴加完毕后反应2.5h。加入60mL水，升温至80℃，反应3h，静置并缓慢冷却至室温，抽滤、水洗、干燥，得粗产物，用无水乙醇重结晶，干燥，得到精制目标产物2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸9.16g，产率为75.3％，熔点>300℃。
实施例1的结果同对比例1的结果相比，目标产物的产率更高，所需反应时间大大缩短，操作更加简单，安全性更高，并且可进行连续化生产。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (10)
1.一种取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将化合物3和第一缚酸剂溶于溶剂中并装载在一原料罐中，将三氯氧磷溶于溶剂中并装载在另一原料罐中，化合物3、第一缚酸剂、三氯氧磷的摩尔比为(0.1～100):(0.1～100):1；
所述化合物3中，R1、R2、R3、R4分别独立地选自H、C1～C12烷基、芳基取代C1～C12烷基、C3～C12环烷基、甲氧基、卤素、卤素取代C1～C12烷基、苯基、C1～C12烷基取代苯基中的至少一种；
R5选自-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2(CH2)2CH2-、-CH2(CH2)3CH2-、-CH2(CH2)4CH2-、-CH2(CH2)5CH2-、-CH2(CH2)6CH2-、-CH2(CH2)7CH2-、-CH2(CH2)8CH2-、-CH2(CH2)9CH2-、-CH2(CH2)10CH2-、-CHR6-中的至少一种；R6选自卤素、C1～C12烷基；
两原料罐中的反应液在进料泵的作用下通过混合器连续进入内径为0.1～250mm、长度为0.1～1000m且包括以上范围内尺寸组合的填充内构件的连续化反应器中，反应完全后得到化合物2的反应液，出料进入混合器；
将水或者水和第二缚酸剂的混合物装载在一原料罐中，化合物2的反应液和水的体积比为(0.1～100):1，第二缚酸剂和化合物3的摩尔比为(0.1～100):1；在进料泵的作用下进入混合器，与混合器中化合物2的反应液混合，连续进入内径为0.1～250mm、长度为0.1～1000m且包括以上范围内尺寸组合的填充内构件的连续化反应器中，反应完全后出料抽滤、水洗、干燥、重结晶获得所述取代二芳基磷酸类化合物即化合物1。
2.根据权利要求1所述的取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，其特征在于，所述化合物3的结构如下：
3.根据权利要求1所述的取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，其特征在于，所述第一缚酸剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、吡啶、三甲胺、三乙胺、氮甲基咪唑、N,N-二甲基甲酰胺、4-二甲氨基吡啶、乙酸钠、甲醇钠、叔丁醇钾中的至少一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，其特征在于，所述溶剂选自乙酸乙酯、环己烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃、碳酸二乙酯、甲基叔丁基醚、苯、甲苯、氯苯、苯甲醚、1,4-二氧六环中的至少一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，其特征在于，所述第二缚酸剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、吡啶、三甲胺、三乙胺、氮甲基咪唑、N,N-二甲基甲酰胺、4-二甲氨基吡啶、乙酸钠、甲醇钠、叔丁醇钾中的至少一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，其特征在于，所述混合器选自Y型、T型、L型混合器中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，其特征在于，所述连续化反应器为静态或振动，所述振动的方式为气动、电磁振动中的一种。
8.根据权利要求7所述的取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，其特征在于，所述连续化反应器的振动频率范围为0～100Hz。
9.根据权利要求1所述的取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，其特征在于，所述连续化反应器的反应压力为1～50bar，反应温度为-10～180℃，停留时间为1～3600s。
10.根据权利要求1所述的取代二芳基磷酸类化合物的连续化制备方法，其特征在于，所述连续化反应器中填充的内构件选自球形、椭球形、圆柱形、圆台形、环形、齿形、星形、弹簧形、垂直螺旋形、锥形、多面体形中的至少一种。
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