KR100195626B1 - 트리알킬인산에스테르의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 트리알킬인산에스테르의 새로운 제조방법에 관한 것으로, -10 - -50℃의 온도범위에서 구조식 (Ⅱ)의 화합물을 구조식 (Ⅰ)의 화합물 대비 0.9 - 1.0당량 사용하여 반응하게 하고, 질소가스 또는 감압증류로 염화수소가스를 제거하여 구조식 (Ⅲ)의 트리알킬인산에스테를 제조한다.
윗식에서, R은 탄소수 1-4의 알킬기이다.
본 발명의 방법에 의해, 종래 방법에 있어서 부산물의 발생, 가스상태의 원료를 사용하는 등의 단점이 개선된다.
Description
본 발명은 난연제로서 유용하게 사용되는 트리알킬인산에스테르의 새로운 제조방법에 관한 것이다.
지금까지 알려진 트리알킬인산에스테르의 제조방법에는 여러 가지가 있다. 그 예로서, 일본특개 소52-42779호에 의하면 가성소다를 알코올에 용해시킨 후 여기에 삼염화인옥사이드를 -5 -5℃에서 적가시킨 후 물과 클로로포름을 넣고 클로로포름층으로 트리알킬인산에스테르를 추출한 후 이를 감압증류하여 클로롤포름을 제거하고 다시 감압증류하여 트리알킬인산에스테르를 제조한다.
또한, 미국특허 제3,079,419호에 의하면, 알코올에 삼염화인옥사이드를 적가한 후 톨루엔과 함께 충전된 칼럼을 통과시켜 염화수소가스를 제거한 후 감압 증류하여 트리알킬인산에스테르를 제조한다. 미국특허 제 3,591,664호에 의하면 삼염화인을 알코올과 반응시켜(RO)2P-OH를 제조한 후 다시 염소와 반응시켜 (RO)2P-Cl을 제조한 후 알코올과 반응시켜서 트리알킬인산에스테르를 제조한다. 또한, 미국특허 제 3,923,620호 및 일본특개 소49-24,900호에 의하면, 트리알킬포스파이트를 산화시켜서 트리알킬인산에스테르를 제조한다.
이와 같은 상기의 제조방법들은 주로 트리알킬포스파이트의 산화방법, 염산과 염화알킬의 반응을 이용하는 방법 및 알코올과 삼염화인옥사이드를 반응시켜서 제조하는 것이며, 전자의 방법들은 반응물로서 가스상태의 원료를 취급해야 하는 단점이 있고, 후자의 방법은 반응중에 염기를 사용하기 때문에 삼염화 인옥사이드와 염기와의 반응에 의해서 부산물이 다량 발생하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명자들은 이러한 단점을 개선하는 새로운 제조방법을 발명하게 되었다. 즉, 염기를 사용하지 않고 알코올을 저온(-10℃ 이하)으로 냉각한 후 여기에 삼염화인옥사이드를 적가하여 트리알킬인산에스테르를 제조하고 반응중에 생성되는 염화수소가스는 질소 또는 감압증류로 제거하여, 순수한 트리알킬인산에스테르를 제조하는 것이다.
본 발명에 따른 트리알킬인산에스테르의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 반응기에 구조식 (Ⅰ)의 알코올을 넣고 저온으로 냉각하고 여기에 질소가스를 1-10M3/min으로 불어넣으면서 구조식 (Ⅱ)의 삼염화인옥사이드를 적가한다. 적가가 완료되면 반응중에 생성된 염화수소가스를 감압증류로 제거하여 순수한 구조식 (Ⅲ)의 트리알킬인산에스테르를 얻는다.
윗식에서, R은 탄소수 1-4의 알킬기이다.
이때, 온도범위는 -10℃ 내지 -50℃에서 가능하지만 가장 적절한 온도범위는 -20℃ 내지 -30℃이며, 반응온도가 너무 낮으면 반응시간이 길어져서 경제성이 떨어지고 반응온도가 높으면 반응중에 생성된 염화수소가스가 생성물인 트리알킬인산에스테르를 분해시키는 단점이 있다.
또한, 삼염화인옥사이드의 사용량은 알코올 대비 0.9 내지 1.0당량이 적절하며, 삼염화인옥사이드의 사용량이 0.9당량 미만일 때는 미반응 알코올이 다량 존재하여 이를 제거하여야 하는 문제점이 있고, 1.0당량을 초과하여 사용할 경우에는 미반응 삼염화인옥사이드를 제거해야 되는 문제점이 있다.
또한, 질소가스의 사용량도 1M3/min 이하일 때에는 반응중에 생성되는 염화수소가스를 충분히 제거하지 못하고 10M3/min 이상일 때에는 반응물인 알코올이 증발하여 반응물의 당량이 적절하지 못하여 트리알킬인산에스테르의 순도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.
다음의 실시예에서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
[실시예 1]
[트리메틸인산에스테르의 제조]
온도계가 부착된 반응기에 메탄올 288.0g(9.0mol)을 넣고 온도를 -20℃까지 냉각하였다. 질소가스를 1M3/min으로 불어넣으면서 삼염화인옥사이드 460.5g(3.0 mol, 1.0당량)을 1시간에 걸쳐서 적가하였다. 적가가 끝나고 -20 -30℃에서 1시간 유지시킨 후 상온으로 승온하면서 감압증류로 남아있는 염화수소가스를 완전히 제거하여 트리메틸인산에스테르 366.5g(수율: 87.2%)을 얻었다.
[실시예 2]
실시예 1과 같은 방법으로 삼염화인옥사이드 414.5g(2.7mol, 0.9당량)을 사용하고 질소가스를 10M3/min으로 하여 반응시킨 후 상온으로 승온하면서 과량 사용한 메탄올과 남아있는 염화수소가스를 완전히 제거하여 트리메틸인산에스테르 315.9g(수율: 83.5%)을 얻었다.
[실시예 3]
[트리에틸인산에스테르의 제조]
온도계가 부착된 반응기에 에탄올 414.0g(9.0mol)을 넣고 온도를 -50℃까지 냉각하면서 질소가스를 10M3/min으로 불어넣으면서 삼염화인옥사이드 460.5g (3.0mol, 1.0당량)을 1시간 동안 적가하였다. 적가가 끝나고 같은 온도에서 3시간 동안 반응시킨 후 상온으로 승온하면서 남아있는 염화수소가스를 감압증류로 완전히 제거하여 트리에틸인산에스테르 384.6g(수율: 91.5%)을 얻었다.
Claims (1)
- 아래 구조식 (Ⅰ)의 화합물과 구조식 (Ⅱ)의 화합물을 반응시켜서 트리알킬인산에스테르를 제조함에 있어서, -10 - -50℃의 온도범위에서 구조식 (Ⅱ)의 화합물을 구조식 (Ⅰ)의 화합물 대비 0.9 - 1.0당량 사용하고, 질소가스 또는 감압증류로 염화수소가스를 제거하여 구조식 (Ⅲ)의 트리알킬인산에스테를 제조하는 방법.윗식에서, R은 탄소수 1-4의 알킬기이다.
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