KR20100058933A - Cyclic organo phosphorus compound and preparation method thereof - Google Patents

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KR20100058933A
KR20100058933A KR1020080117527A KR20080117527A KR20100058933A KR 20100058933 A KR20100058933 A KR 20100058933A KR 1020080117527 A KR1020080117527 A KR 1020080117527A KR 20080117527 A KR20080117527 A KR 20080117527A KR 20100058933 A KR20100058933 A KR 20100058933A
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이칠원
서창근
김준우
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대주전자재료 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A cyclic organo phosphorus compound is provided to ensure flame retardant and to manufacture various derivatives using responsive site. CONSTITUTION: A cyclic organo phosphorus compound has a structure of chemical formula 1. In chemical formula 1, R1-R5 are dependently hydrogen, halogen, substituted or unsubstituted C1-C18 alkyl, C1-C18 alkoxy, C4-C20 cycloalkyl, C4-C20 heteroaryl, C6-C20 aryl, or C6-C20 aryloxy; m IS 1-4 integer; n is 1 or 2; and x is 0 or 1. A method for preparing the cyclic organo phosphorus compound of chemical formula 1 comprises: a step of condensing 1,1':4',1''-tephenyl-2',5'-diol with trichloride to obtain a compound 1a; a step of hydrolyzing the compound 1a to obtain a compound 1b; and a step of cyclodehydrating the compound 1b to obtain a compound 1-1.

Description

고리형 유기 인계 화합물 및 이의 제조방법{CYCLIC ORGANO PHOSPHORUS COMPOUND AND PREPARATION METHOD THEREOF}Cyclic organophosphorus compound and its manufacturing method {CYCLIC ORGANO PHOSPHORUS COMPOUND AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 고리형 유기 인계 화합물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 고분자 재료의 안정화제, 난연제 또는 이들의 제조원료로서 유용한 고리형 유기 인계 화합물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cyclic organophosphorus compound, and more particularly, to a cyclic organophosphorus compound useful as a stabilizer, a flame retardant or a raw material thereof for organic polymer materials, and a method for preparing the same.

유기 인계 화합물류는 공업적으로 고분자 소재의 가소제와 안정화제 또는 난연제 등으로 사용되고 있으며, 독성이 있는 물질은 농약 및 살충제 등으로서 널리 사용되고 있다. 그 중 최근에 난연제로서 유기 인계 화합물을 사용하는 것이 주목받고 있다.Organophosphorus compounds are industrially used as plasticizers, stabilizers or flame retardants of polymeric materials, and toxic substances are widely used as pesticides and insecticides. Recently, the use of an organophosphorus compound as a flame retardant attracts attention.

종래의 난연제 중 가연성 고분자 재료로서는 유기 할로겐 화합물이 높은 난연효과와 경제적 관점에서 많이 사용되어 왔다. 특히, 브롬계 난연제와 함께 삼산화안티몬 등의 안티몬계 난연제를 사용하면 난연성이 보다 향상되는 특징이 있다. 그러나, 화재시 HBr 등의 유독가스를 발생시켜 질식사를 유발할 뿐만 아니라, 소각 시 맹독성이며, 발암물질인 다이옥신(dioxine)을 생성시킬 가능성이 있고, 더욱이 브롬계 난연제와 함께 사용하는 안티몬계 난연제의 발암성으로 인하여, 유럽을 필두로 하여 그 사용이 점차 규제되고 있다.As a combustible polymer material among conventional flame retardants, an organic halogen compound has been used a lot from a high flame retardant effect and an economic viewpoint. In particular, the use of an antimony flame retardant such as antimony trioxide together with the bromine flame retardant has a feature that the flame retardancy is further improved. However, in the event of fire, toxic gases such as HBr may be used to cause asphyxia, as well as to be toxic upon incineration, and to generate dioxine, a carcinogen, and also to develop antimony flame retardants used with bromine flame retardants. Due to sex, its use is increasingly regulated, starting with Europe.

이에 따라, 최근에는 비할로겐계 난연제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 다양한 친환경성 난연제들이 개발되고 있다. 비할로겐 난연제의 종류로는 인계, 질소화합물계, 실리콘계, 붕소계 난연제 또는 금속산화물이나 금속수산화물 난연제 등이 있다. 이 중 할로겐계 난연제를 대체할 수 있는 난연제로 가장 많이 고려되고 있는 것이 유기 인계 화합물이며, 주로 포스페이트류 또는 포스포네이트류 그리고 단분자형 또는 축합형 등이 있다. Accordingly, in recent years, research on non-halogen flame retardants has been actively conducted, and various eco-friendly flame retardants have been developed. Examples of non-halogen flame retardants include phosphorus-based, nitrogen-based compounds, silicon-based, boron-based flame retardants, or metal oxides or metal hydroxide flame retardants. Of these, organophosphorus compounds are considered as flame retardants that can replace halogen-based flame retardants, and mainly include phosphates or phosphonates and monomolecular or condensation.

포스페이트류 중 가장 단순한 화합물로서 트라이페닐포스페이트(TPP)가 알려져 있는데 분자량이 작아 고온에서 고분자재료의 성형시 휘발되는 문제점이 있으며, 고분자재료의 가소제 역할을 하여 수지의 연화점 저하와 기계적 강도를 약화시키는 문제점이 있다. 또한 수지로부터 난연제가 용출됨에 따라 2차 오염이 발생할 수도 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 일본 특개소59-202240호 및 일본 특개평2-18336호에서는 하이드로퀴논, 레조시놀, 비스페놀 유도체 등을 이용하여 분자내 2개의 인 원소를 함유하는 축합형 인계 난연제를 개시하고 있다. 그러나 이러한 축합형 유기 인계 난연제도 내열성, 내가수분해성 및 난연성 측면에서 할로겐계 난연제에 비해 현저히 떨어지는 특성을 보이므로 이에 대한 개선이 필요한 상황이다. 또한 인산에스테르형인 TPP 또는 축합형 난연제를 에스테르형 고분자 수지(PET, PC 등)에 첨가할 경우 에스테르 교환반응으로 인하여 수지 물성 저하를 유발한다. 이 러한 유기 인계 난연제의 내열성을 개선하기 위해서는 분자량을 높이거나 분자구조를 견고하게 해야 하며, 내가수분해성 및 내에스테르교환성을 가지기 위해서는 포스포네이트형, 포스피네이트형 또는 포스핀옥사이드형으로 분자를 설계하는 것이 바람직하다. 또한 난연성을 높이기 위해서는 분자내 인 함량을 높여야 한다.Triphenyl phosphate (TPP) is known as the simplest compound among phosphates. It has a problem of volatilization when forming a polymer material at high temperature due to its small molecular weight, and a problem of weakening the softening point of the resin and weakening the mechanical strength by acting as a plasticizer of the polymer material. There is this. In addition, secondary contamination may occur as the flame retardant is eluted from the resin. In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 59-202240 and Japanese Patent Laid-Open No. 2-18336 disclose condensed phosphorus flame retardants containing two phosphorus elements in a molecule using hydroquinone, resorcinol, bisphenol derivatives, etc. Doing. However, the condensed organophosphorus flame retardant also exhibits significantly lower characteristics than the halogen-based flame retardant in terms of heat resistance, hydrolysis resistance, and flame retardancy. In addition, when the phosphate ester type TPP or condensation type flame retardant is added to the ester type polymer resin (PET, PC, etc.), the resin physical property decreases due to the transesterification reaction. In order to improve the heat resistance of these organophosphorus flame retardants, the molecular weight should be increased or the molecular structure should be solid. In order to have hydrolysis resistance and transesterification resistance, the phosphonate type, phosphinate type, or phosphine oxide type molecules may be used. It is desirable to design it. In addition, to increase the flame retardancy, it is necessary to increase the phosphorus content in the molecule.

이에 대하여 일본 특개소60-126293호(미국 특허등록 4,618,693호)에서 특수한 환상 유기 인계 화합물인 9,10-다이하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드(DOPO) 및 이들의 유도체를 개시하고 있다. DOPO는 유기 고분자 재료의 안정화제, 난연제 또는 난연제의 제조원료로서 유용하고, 이들로부터 유도되는 유기 인계 화합물 중에는 내가수분해성 및 내에스테르교환성이 양호한 것이 있어, 고도의 특성이 요구되는 난연분야에서 널리 이용되고 있다. 이 화합물은 o-페닐페놀(2-히드록시비페닐)과 삼염화인을 축합반응시킨 뒤 가수분해시켜 얻으며, 고분자 재료의 안정화제 또는 난연제로서 사용되고 있다. 또한 이들로부터 다종의 유도체가 합성되어 고분자 재료의 난연제로서 이용되고 있다. 이들은 일본 특개소53-13479호, 특개평10-130287호, 특개평11-106619호, 특개평11-130287호, 특개2000-336204호, 특개2001-115047호, 특개2001-115047호 등의 공보에 상세하게 기재되어 있다. In contrast, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-126293 (U.S. Patent No. 4,618,693), which is a special cyclic organophosphorus compound, 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO) and their Derivatives are disclosed. DOPO is useful as a stabilizer, flame retardant, or raw material for the manufacture of flame retardants in organic polymer materials. Among the organophosphorus compounds derived therefrom, it has good hydrolysis resistance and transesterification resistance and is widely used in flame retardant fields requiring high properties. It is used. This compound is obtained by condensation reaction of o-phenylphenol (2-hydroxybiphenyl) and phosphorus trichloride, followed by hydrolysis, and is used as a stabilizer or flame retardant of polymer materials. Moreover, various derivatives are synthesize | combined from these and are used as a flame retardant of a polymeric material. These publications include Japanese Patent Laid-Open Publication Nos. 53-13479, 10-130287, 11-106619, 11-130287, 2000-336204, 2001-115047, 2001-115047, etc. It is described in detail in.

그러나, 상기 환상 유기 인계 화합물은 유기 고분자 재료의 안정화제, 난연제 또는 이들의 제조원료로서 유용하기는 하지만, 난연성이 보다 개선될 필요가 있으며, 이 화합물에는 특징적인 작용기가 한개(P-H 기) 밖에 존재하지 않기 때문에, 이들로부터 고분자 화합물의 광범위한 용도로 적용되도록 다양한 유도체를 창출하는 것이 어려운 결점을 갖고 있다.However, although the cyclic organophosphorus compounds are useful as stabilizers, flame retardants or raw materials for their preparation of organic polymer materials, the flame retardancy needs to be further improved, and the compound has only one functional group (PH group). As a result, it is difficult to create various derivatives from these so as to be applied to a wide range of applications of high molecular compounds.

따라서, 본 발명의 목적은 유기 고분자재료의 난연제 또는 안정화제 등의 첨가제로서 유용하고 다양한 종류의 유기 인계 화합물로의 유도가 가능하며 난연성과 강도가 높은, 신규의 유기 인계 화합물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a novel organophosphorous compound and a method for preparing the same, which are useful as an additive such as a flame retardant or stabilizer of organic polymer materials, can be induced into various kinds of organophosphorus compounds, and have high flame retardancy and strength. It is.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 고리형 유기 인계 화합물을 제공한다:In order to achieve the above object, the present invention provides a cyclic organophosphorus compound represented by the following formula (1):

Figure 112008081251559-PAT00001
Figure 112008081251559-PAT00001

상기 식에서, Where

R1 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소 또는 할로겐이거나, 치환되거나 치환되지 않은, C1-18 알킬, C1-18 알콕시, C4-20 사이클로알킬, C4-20 헤테로아릴, C6-20 아릴 또는 C6-20 아릴옥시이고;R 1 to R 5 are each independently hydrogen or halogen, substituted or unsubstituted, C 1-18 alkyl, C 1-18 alkoxy, C 4-20 cycloalkyl, C 4-20 heteroaryl, C 6- 20 aryl or C 6-20 aryloxy;

m은 1 내지 4의 정수이고; n은 1 또는 2이며; x는 0 또는 1이다.m is an integer from 1 to 4; n is 1 or 2; x is 0 or 1.

상기 고리형 유기 인계 화합물은, 1,1':4',1''-터페닐-2',5'-다이올과 삼염화인을 촉매 존재하에서 축합반응하여 얻은 화합물을 가수분해시키고 나서, 이를 탈수 고리화반응시켜 제조될 수 있다. 또한, 이에 추가로 상기 화학식 1에서 정의된 R1 내지 R5 중 하나 이상의 기를 가진 화합물과의 축합반응, 부가반응 또는 치환반응 등을 실시하여 다양한 유도체를 제조할 수 있다.The cyclic organophosphorus compound hydrolyzes a compound obtained by condensation of 1,1 ': 4', 1 ''-terphenyl-2 ', 5'-diol with phosphorus trichloride in the presence of a catalyst, It may be prepared by dehydration cyclization. In addition, various derivatives may be prepared by conducting a condensation reaction, an addition reaction, or a substitution reaction with a compound having one or more groups of R 1 to R 5 defined in Chemical Formula 1.

본 발명의 고리형 유기 인계 화합물은 인 함량이 높아 난연성이 뛰어나며 강도가 우수하고, 분자내 2개의 반응성 자리를 가지므로 고분자 주쇄에 직접 도입할 수 있을 뿐 아니라 다양한 유도체의 제조가 가능하여 각종 분야의 고분자 재료에 난연제 또는 안정화제 등으로 사용될 수 있다.The cyclic organophosphorus compound of the present invention has a high phosphorus content, has excellent flame retardancy, excellent strength, and has two reactive sites in the molecule, so that the cyclic organophosphorus compound can be directly introduced into the polymer main chain and can be prepared in various derivatives. It can be used as a flame retardant or stabilizer in polymer materials.

이하, 본 발명에 대해 더 상세히 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

상기 화학식 1에서, 상기 R1 내지 R5는 각각 독립적으로, 치환되지 않은 C1-18 알킬, C1-18 알콕시, C4-20 사이클로알킬, C4-20 헤테로아릴, C6-20 아릴 또는 C6-20 아릴옥시이거나; 또는 각각 독립적으로, 할로겐, 아미노, 싸이오, 시아노, 히드록시, 카보닐, 카르복시, 카르바모일, 에폭시, 포스포릴, 실릴, 보란일, C1-18 알킬, C1-18 알콕시, C4-20 사이클로알킬, C4-20 헤테로아릴, C6-20 아릴, C6-20 아릴옥시 및 C7-20 아르알킬로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 기로 치환된, C1-18 알킬, C1-18 알콕시, C4-20 사이클로알킬, C4-20 헤테로아릴, C6-20 아릴 또는 C6-20 아릴옥시일 수 있다.In Formula 1, R 1 to R 5 are each independently unsubstituted C 1-18 alkyl, C 1-18 alkoxy, C 4-20 cycloalkyl, C 4-20 heteroaryl, C 6-20 aryl Or C 6-20 aryloxy; Or each independently, halogen, amino, thio, cyano, hydroxy, carbonyl, carboxy, carbamoyl, epoxy, phosphoryl, silyl, boranyl, C 1-18 alkyl, C 1-18 alkoxy, C C 1-18 alkyl, substituted with one or more groups selected from the group consisting of 4-20 cycloalkyl, C 4-20 heteroaryl, C 6-20 aryl, C 6-20 aryloxy and C 7-20 aralkyl, C 1-18 alkoxy, C 4-20 cycloalkyl, C 4-20 heteroaryl, C 6-20 aryl or C 6-20 aryloxy.

또한, 상기 화학식 1에서 치환기 R1 내지 R5로 가능한 치환되거나 치환되지 않은 C1-18 알킬기로서는 구체적으로 메틸, 에틸, 프로필, 히드록시메틸, 1-히드록시에틸, 2-히드록시에틸, 2-카르복시에틸, 2-카르복시프로필, 2-알콕시카르보닐에틸, 2-(2-히드록시에톡시)카르보닐에틸, 2-알콕시카르보닐프로필, 2-(2-히드록시에톡시)프로필, 2-시아노에틸, 2-시아노프로필, 2-카르바모일에틸, 2-카르바모일프로필, 2,3-디카르복시프로필, 글리시딜, 벤질, 4-메틸벤질 등이 바람직하며; 상기 치환되거나 치환되지 않은 C1-18 알콕시기로서는 구체적으로 메톡시, 에톡시, 아이소프로폭시, t-부톡시 등이 바람직하다. 또한 상기 치환되거나 치환되지 않은 C6-20 아릴기로서는 구체적으로 페닐, 나프틸, 4-메틸페닐, 2-메틸페닐, 2,5-다이메틸페닐 2,5-디히드록시페닐, 1,4-디히드록시-2-나프틸 등이 바람직하며; 상기 치환되거나 치환되지 않은 C6-20 아릴옥시기로서는 구체적으로 페녹시, 4-메틸페녹시, 2-메틸페녹시, 2,4-디메틸페녹시, 2,6-디메틸페녹시, 4-t-부틸페녹시, 2-t-부틸페녹시, 2,4-디-t-부틸페녹시, 4-히드록시페녹시, 3-히드록시페녹시 등이 바람직하다. In addition, as the substituted or unsubstituted C 1-18 alkyl group capable of the substituents R 1 to R 5 in Formula 1, specifically methyl, ethyl, propyl, hydroxymethyl, 1-hydroxyethyl, 2-hydroxyethyl, 2 -Carboxyethyl, 2-carboxypropyl, 2-alkoxycarbonylethyl, 2- (2-hydroxyethoxy) carbonylethyl, 2-alkoxycarbonylpropyl, 2- (2-hydroxyethoxy) propyl, 2 -Cyanoethyl, 2-cyanopropyl, 2-carbamoylethyl, 2-carbamoylpropyl, 2,3-dicarboxypropyl, glycidyl, benzyl, 4-methylbenzyl and the like are preferred; Specific examples of the substituted or unsubstituted C 1-18 alkoxy group are methoxy, ethoxy, isopropoxy, t-butoxy and the like. Further, as the substituted or unsubstituted C 6-20 aryl group, specifically, phenyl, naphthyl, 4-methylphenyl, 2-methylphenyl, 2,5-dimethylphenyl 2,5-dihydroxyphenyl, 1,4-dihydrate Hydroxy-2-naphthyl and the like are preferred; The substituted or unsubstituted Specific examples of the C 6-20 aryloxy group include phenoxy, 4-methylphenoxy, 2-methylphenoxy, 2,4-dimethylphenoxy, 2,6-dimethylphenoxy, 4-t-butylphenoxy, 2 -t-butylphenoxy, 2,4-di-t-butylphenoxy, 4-hydroxyphenoxy, 3-hydroxyphenoxy and the like are preferable.

이와 같은 본 발명의 화합물의 제조방법의 일례를 아래의 반응식 1에 나타내 었다. 하기 반응식 1에서, 1,1':4',1''-터페닐-2',5'-다이올과 삼염화인을 촉매 존재하에서 축합반응시켜, 하기 화합물 1a를 얻고, 이를 가수분해시켜 하기 화합물 1b를 얻은 뒤, 탈수 고리화반응시켜 하기 화합물 1-1을 합성할 수 있다.An example of such a method for preparing a compound of the present invention is shown in Scheme 1 below. In Scheme 1, 1,1 ': 4', 1 ''-terphenyl-2 ', 5'-diol and phosphorus trichloride are condensed in the presence of a catalyst to obtain the following compound 1a, which is hydrolyzed to obtain After obtaining compound 1b, the following compound 1-1 can be synthesize | combined by dehydration cyclization.

Figure 112008081251559-PAT00002
Figure 112008081251559-PAT00002

상기 반응식 1에서, 화합물 1-1은 화학식 1에 따르는 본 발명의 화합물 중 x=1이고, R1 내지 R5가 모두 수소인 가장 간단한 화합물이면서, 다른 화합물 합성의 전구체로도 활용이 가능하다. In Scheme 1, Compound 1-1 is the simplest compound in which x = 1 and R 1 to R 5 are all hydrogen in the compound of the present invention according to Chemical Formula 1, and may be used as a precursor for synthesizing other compounds.

또한, 반응식 1에서 반응 중간체인 화합물 1a 및 화합물 1b는, 그 자체로 난연제 등의 첨가제 또는 반응형 중간체로 이용가능하다. 그러나, 화합물 1a의 경우 P-Cl이 강한 활성기이므로 그 자체로 고분자재료에 첨가하기보다는 이로부터 각종 유도체를 제조하여 사용하는 것이 바람직하다. In addition, Compound 1a and Compound 1b, which are reaction intermediates in Scheme 1, can be used by themselves as additives or reactive intermediates such as flame retardants. However, for compound 1a Since P-Cl is a strong active group, it is preferable to prepare various derivatives therefrom rather than adding it to a polymer material by itself.

화합물 1a로부터는 축합반응이나 치환반응 같은 간단한 화학적 수법을 이용하여 고분자재료에 첨가할 수 있는 하기 화학식 2로 표시되는 안정한 유기 인계 화합물류가 유도된다. 이들은 3가의 인 원자를 갖고 있고 각종 고분자재료의 안정화 제로서 이용하는데 적합하다: From compound 1a, stable organophosphorus compounds represented by the following formula (2) which can be added to the polymer material by using simple chemical techniques such as condensation reaction or substitution reaction are derived. They have trivalent phosphorus atoms and are suitable for use as stabilizers for various polymeric materials:

Figure 112008081251559-PAT00003
Figure 112008081251559-PAT00003

상기 화학식 2에서,In Chemical Formula 2,

R1 및 R2 는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같으며 R 1 and R 2 are the same as defined in Formula 1

바람직하게는, 각각 독립적으로, 치환되거나 치환되지 않은, C1-18 알킬, C1-18 알콕시, C6-20 아릴옥시이거나 수소이다.Preferably, each independently is substituted or unsubstituted C 1-18 alkyl, C 1-18 alkoxy, C 6-20 aryloxy or hydrogen.

상기 화학식 2의 화합물은 1,1':4',1''-터페닐-2',5'-다이올과 삼염화인의 프리델-크라프트 (Fridel-Craft) 축합반응으로 화합물 1a가 생성되며 여기에 제3급 아민 등의 염기촉매하에서 축합반응을 통해 최종 화학식 2의 화합물을 얻을 수 있다. 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 페놀 등과 화합물 1a를 반응시켜 R1과 R2가 메톡시, 에톡시, 아이소프로폭시, 페녹시 등으로 치환된 화학식 2의 화합물을 제조할 수 있다. 이 때 염기촉매로 트리에틸아민을 사용하는 것이 바람직하다. The compound of Formula 2 is compound 1a is formed by the Friedel-Craft condensation reaction of 1,1 ': 4', 1 ''-terphenyl-2 ', 5'-diol with phosphorus trichloride. The final compound of formula 2 can be obtained through condensation reaction under a base catalyst such as tertiary amine. For example, the compound of Formula 2 wherein R 1 and R 2 are substituted with methoxy, ethoxy, isopropoxy, phenoxy, etc. may be prepared by reacting compound 1a with methanol, ethanol, isopropanol, phenol and the like. At this time, it is preferable to use triethylamine as the base catalyst.

또한, 본 발명의 화합물 1-1은 그 자체로 고분자재료에 대하여 안정화제 또는 난연제로서 사용할 수 있지만, 이로부터 간단한 합성수단을 이용하여 하기 화학 식 3으로 표시되는 유기 인계 화합물을 유도할 수 있으며, 이는 난연제 또는 안정화제로서 유용 범위가 넓고 다양한 종류의 고분자 재료에 적용되는 이점을 갖고 있다: In addition, the compound 1-1 of the present invention can be used as a stabilizer or a flame retardant with respect to a polymer material by itself, from which it is possible to derive an organophosphorus compound represented by the following formula (3) using a simple synthetic means, It has a wide range of applications as flame retardants or stabilizers and has the advantage of being applied to various kinds of polymer materials:

Figure 112008081251559-PAT00004
Figure 112008081251559-PAT00004

상기 화학식 3에서, In Chemical Formula 3,

R1 및 R2 는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같으며, R 1 and R 2 are the same as defined in Formula 1,

바람직하게는, 각각 독립적으로, 치환되거나 치환되지 않은, C1-18 알킬기, C6-20 아릴이거나 수소이고, Preferably, each independently is a substituted or unsubstituted C 1-18 alkyl group, C 6-20 aryl or hydrogen,

특히 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 히드록시메틸, 1-히드록시에틸, 2-히드록시에틸, 2-카르복시에틸, 2-카르복시프로필, 2-알콕시카르보닐에틸, 2-(2-히드록시에톡시)카르보닐에틸, 2-알콕시카르보닐프로필, 2-(2-히드록시에톡시)프로필, 2-시아노에틸, 2-시아노프로필, 2-카르바모일에틸, 2-카르바모일프로필, 2,3-디카르복시프로필, 글리시딜, 벤질, 4-메틸벤질, 2,5-디히드록시페닐, 1,4-디히드록시-2-나프틸, 또는 화합물 1-1과 에폭시 화합물과의 부가생성물의 잔기 등이 될 수 있다.Especially in hydrogen, methyl, ethyl, propyl, hydroxymethyl, 1-hydroxyethyl, 2-hydroxyethyl, 2-carboxyethyl, 2-carboxypropyl, 2-alkoxycarbonylethyl, 2- (2-hydroxy Methoxy) carbonylethyl, 2-alkoxycarbonylpropyl, 2- (2-hydroxyethoxy) propyl, 2-cyanoethyl, 2-cyanopropyl, 2-carbamoylethyl, 2-carbamoylpropyl , 2,3-dicarboxypropyl, glycidyl, benzyl, 4-methylbenzyl, 2,5-dihydroxyphenyl, 1,4-dihydroxy-2-naphthyl, or compound 1-1 and epoxy compound Residues of adducts of the family And so on.

이와 같은 화학식 3의 화합물의 제조방법으로는, 상기 화학식 3의 R1 또는 R2가 치환되거나 치환되지 않은, C1-18 알킬 또는 C6-20 아릴인 경우, 특히 글리시딜, 벤질 또는 4-메틸벤질인 경우에는, 대응하는 할로겐 화합물과 화합물 1-1과의 축합반응에 의해 제조할 수 있으며, 이 때, 염기가 존재하는 것이 바람직하다.Such a method for preparing the compound of Formula 3, in particular, when R 1 or R 2 of Formula 3 is substituted or unsubstituted C 1-18 alkyl or C 6-20 aryl, especially glycidyl, benzyl or 4 In the case of -methylbenzyl, it can manufacture by condensation reaction of the corresponding halogen compound and compound 1-1, and it is preferable at this time that a base exists.

또한, 상기 화학식 3의 R1 또는 R2가 메틸, 에틸, 프로필, 히드록시메틸, 1-히드록시에틸, 2-히드록시에틸, 2-카르복시에틸, 2-카르복시프로필, 2-알콕시카르보닐에틸, 2-(2-히드록시에톡시)카르보닐에틸, 2-알콕시카르보닐프로필, 2-(2-히드록시에톡시)프로필, 2-시아노에틸, 2-시아노프로필, 2-카르바모일에틸, 2-카르바모일프로필, 2,3-디카르복시프로필, 2,5-디히드록시페닐, 1,4-디히드록시-2-나프틸, 또는 화합물 1-1과 에폭시 화합물과의 부가생성물의 잔기인 경우에는, 트라이메틸 오르소포르메이트, 트라이에틸 오르소포르메이트, 트라이프로필 오르소포르메이트, 포름알데히드, 아세토알데히드, 에틸렌옥사이드, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 에스테르, 히드록시에틸아크릴레이트, 메타크릴산 에스테르, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 이타콘산, 파라벤조퀴논, 1,4-나프토퀴논, 또는 에폭시 화합물과 화합물 1-1과의 부가반응에 의해 제조할 수 있다. 이 때, 미량의 금속이온 또는 유기 염기가 존재하는 것이 바람직하며, 상기 에폭시 화합물로서는 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 비스페놀 AD, 히드로퀴논, 메틸 히드로퀴논, 2,5-디-t-부틸히드로퀴논, 레조르신, 메틸레조르신, 4,4'-디히드록시디페닐에테르, 디히드록시나프탈린, 4,4'-비페놀 또는 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-비페놀 등의 2가 페놀의 디글리시딜에스테르를 사용할 수 있다. In addition, R 1 or R 2 in Formula 3 is methyl, ethyl, propyl, hydroxymethyl, 1-hydroxyethyl, 2-hydroxyethyl, 2-carboxyethyl, 2-carboxypropyl, 2-alkoxycarbonylethyl , 2- (2-hydroxyethoxy) carbonylethyl, 2-alkoxycarbonylpropyl, 2- (2-hydroxyethoxy) propyl, 2-cyanoethyl, 2-cyanopropyl, 2-carba Moylethyl, 2-carbamoylpropyl, 2,3-dicarboxypropyl, 2,5-dihydroxyphenyl, 1,4-dihydroxy-2-naphthyl, or compound 1-1 with an epoxy compound In the case of residues of adducts, trimethyl orthoformate, triethyl orthoformate, tripropyl orthoformate, formaldehyde, acetoaldehyde, ethylene oxide, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic esters, hydroxyethyl Acrylates, methacrylic acid esters, hydroxyethyl methacrylates, acrylonitrile, It can be prepared by addition reaction of methacrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, itaconic acid, parabenzoquinone, 1,4-naphthoquinone, or an epoxy compound with compound 1-1. At this time, it is preferable that a trace amount of metal ions or organic bases are present, and as the epoxy compound, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, bisphenol AD, hydroquinone, methyl hydroquinone, 2,5-di-t-butylhydroquinone and reso Lysine, methylresorcin, 4,4'-dihydroxydiphenylether, dihydroxynaphthalin, 4,4'-biphenol or 3,3 ', 5,5'-tetramethyl-4,4'- Diglycidyl esters of dihydric phenols such as biphenols can be used.

이와 같은 본 발명의 고리형 유기 인계 화합물은, 내열성 및 내수성이 우수하고 인 함량이 높아 난연성이 뛰어나므로, 난연제로서 인산 에스테르계의 내열성, 가수분해성과 에스테르 교환성에 의한 각종 문제점 또는 난연성 등의 문제점을 해결할 수 있고, 강도가 우수하며, 분자내 2개의 반응성 자리를 가지므로 수지의 특성에 적합한 형태로 첨가형 난연제 제조가 가능하고 고분자 주쇄에 직접 도입할 수 있는 장점이 있어서, 광범위한 분야의 범용 고분자 및 전기·전자재료용 고분자 수지의 난연제 및 안정화제 등에 다양하게 사용될 수 있다. Since the cyclic organophosphorus compound of the present invention is excellent in heat resistance and water resistance, high phosphorus content, and excellent in flame retardancy, it is possible to solve problems such as various problems due to the heat resistance, hydrolyzability and transesterification of the phosphate ester system as flame retardants, or flame retardancy. It can be solved, has high strength, and has two reactive sites in the molecule, so that it is possible to manufacture an additive flame retardant in a form suitable for the characteristics of the resin and can be directly introduced into the polymer main chain. It can be used in various flame retardants and stabilizers of polymer resins for electronic materials.

구체적으로, 본 발명의 고리형 유기 인계 화합물을 난연제 또는 기타 첨가제로 사용할 수 있는 유기 고분자 재료로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌, 스티렌·부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴·부타디엔 공중합체, 스티렌·아크릴로니트릴 공중합체, ABS수지, 폴리아세탈, 폴리페닐옥사이드수지, 폴리페닐렌술파이드수지, 폴리술폰수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 디나프토에이트, 테레프탈산·1,4-부탄디올·폴리부틸렌에테르 공중축합체 엘라스토머, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리우레탄, 에폭시수지, 페놀수지, 멜라민수지, 요소수지, 액정성 고분자 화합물, 셀룰로오스 아세테이트 등을 들 수 있다.Specifically, as the organic polymer material which can use the cyclic organophosphorus compound of the present invention as a flame retardant or other additives, polyethylene, polypropylene, polybutylene, polyisobutylene, polybutadiene, polyacrylonitrile, polystyrene, styrene Butadiene copolymer, acrylonitrile butadiene copolymer, styrene acrylonitrile copolymer, ABS resin, polyacetal, polyphenyl oxide resin, polyphenylene sulfide resin, polysulfone resin, polyethylene terephthalate, polybutylene tere Phthalates, polyethylene dinaphthoates, terephthalic acid, 1,4-butanediol, polybutylene ether copolymers, elastomers, polycarbonates, polyamides, polyimides, polyurethanes, epoxy resins, phenolic resins, melamine resins, urea resins, liquid crystalline A high molecular compound, a cellulose acetate, etc. are mentioned.

본 발명을 더욱 명확하게 하기 위해, 이하에 구체적인 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명의 제조방법은 이하의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.In order to make this invention clearer, although a specific Example is given and described below, the manufacturing method of this invention is not limited only to a following example.

고리형 유기 인계 화합물의 제조Preparation of Cyclic Organo Phosphorus Compounds

실시예 1 (상기 반응식 1 참조) Example 1 (See Scheme 1 above)

문헌 [Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, Vol. 39, Issue 17, p. 2998-3007]의 방법대로 1,1':4',1''-터페닐-2',5'-다이올을 합성하였다. 가스처리장치가 상부에 연결되어 있는 환류냉각기에 적하 깔때기가 장착된 5 L 부피의 플라스크를 설치하고 상기 1,1':4',1''-터페닐-2',5'-다이올 786.9 g (3.0 mol), o-다이클로로벤젠 1 L를 넣고 용해시켰다. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, Vol. 39, Issue 17, p. 2998-3007] to synthesize 1,1 ': 4', 1 ''-terphenyl-2 ', 5'-diol. A 5 L volume flask equipped with a dropping funnel is installed in a reflux cooler connected to the upper portion of the gas treatment device, and the 1,1 ': 4', 1 ''-terphenyl-2 ', 5'-diol 786.9 g (3.0 mol) and 1 L of o-dichlorobenzene were added and dissolved.

이후 상온에서 적하 깔때기를 이용하여 삼염화인 892.7 g (6.5 mol)을 약 1 시간에 걸쳐 적하시키고 나서, 반응액의 온도를 약 3 시간에 걸쳐 서서히 상승시켜 140 ℃가 되게 하였다. 이 때, 온도 약 50 ℃ 부근에서 염화수소 가스가 방출되기 시작하였고, 온도 140 ℃ 도달 후 약 2 시간 추가반응시 염화수소가스의 생성이 미미한 시점에서 반응을 종료하였다. 이후 온도를 다시 상온으로 낮추고 염화아연 8.18 g (0.06 mol)을 첨가하였으며, 온도를 서서히 170 ℃ 까지 상승시킨 후 약 6 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 질소 가스를 천천히 불어넣어줌으로써 미반응 삼염화인을 회수하여, 화합물 1a 및 o-다이클로로벤젠을 주성분으로 함유하고 수분에 민감한 특성을 가지는 결과물을 얻었다.Thereafter, 892.7 g (6.5 mol) of phosphorus trichloride was added dropwise over about 1 hour using a dropping funnel at room temperature, and then the temperature of the reaction solution was gradually raised over about 3 hours to 140 ° C. At this time, hydrogen chloride gas began to be released at a temperature of about 50 ° C., and the reaction was terminated when generation of hydrogen chloride gas was minimal when additional reaction was performed for about 2 hours after reaching the temperature of 140 ° C. After the temperature was lowered to room temperature again, 8.18 g (0.06 mol) of zinc chloride was added, and the temperature was gradually raised to 170 ° C. and reacted for about 6 hours. After the completion of the reaction, nitrogen gas was slowly blown to recover the unreacted phosphorus trichloride, thereby obtaining a resultant compound having compound 1a and o-dichlorobenzene as main components and having moisture sensitive properties.

상기 결과물에 o-다이클로로벤젠 500 mL를 추가로 넣고 강하게 교반시키면서 증류수를 약 1 시간 동안 적하 깔때기를 이용해 첨가하였다. 이 후 반응물의 온도를 90 ℃로 상승시켜 3 시간 동안 반응시킨 후 냉각시켜 흰색의 결정을 여과한 뒤, 고체상의 여과물을 1 L의 물/에탄올(1:1, v/v) 혼합용매로 세척하고, 약 50 ℃에서 진공건조시켜 흰색의 분말 화합물 1b 682 g을 수득하였다. 500 mL of o-dichlorobenzene was further added to the resultant, and distilled water was added using a dropping funnel for about 1 hour with vigorous stirring. The reaction mixture was then heated to 90 ° C. for 3 hours, cooled, and filtered to crystallize white crystals. The solid was filtered with 1 L of water / ethanol (1: 1, v / v) mixed solvent. Washed and dried in vacuo at about 50 ° C. to give 682 g of a white powdery compound 1b.

상기 수득한 화합물 1b 100 g을 톨루엔 500 mL에 분산시키고 온도계, 가스흡입구 및 냉각콘덴서가 연결된 딘-스탁 트랩(Dean-Stark trap)장치를 구비한 1 L 플라스크에 넣고, 끊는점까지 가열하여 내용물을 환류시켰다. 톨루엔과 발생되는 물의 공비환류하여 딘-스탁 트랩 하부를 통해 분리된 물을 제거하였다. 반응은 24 시간 동안 진행시켰으며, 딘-스탁 트랩에 수분이 더 이상 나오지 않을 때 반응을 종료한 뒤, 반응물 내 소량의 불용해물을 제거하기 위해 뜨거운 여과를 실시하였다. 이어서 반응물을 상온으로 냉각 후 감압하에서 용매를 제거하고 메탄올로 세척한 뒤, 진공건조를 통하여 진한 노란색의 분말 86 g을 수득하였다. 100 g of the obtained compound 1b was dispersed in 500 mL of toluene, placed in a 1 L flask equipped with a Dean-Stark trap device connected to a thermometer, a gas inlet, and a cooling capacitor, and heated to a breaking point. It was refluxed. The azeotropic reflux of the toluene and the resulting water removed the separated water through the bottom of the Dean-Stark trap. The reaction proceeded for 24 hours, after which the reaction was terminated when no more water appeared in the Dean-Stark trap, followed by hot filtration to remove small amounts of insolubles in the reactants. Subsequently, the reaction was cooled to room temperature, the solvent was removed under reduced pressure, washed with methanol, and 86 g of a dark yellow powder was obtained through vacuum drying.

결과물의 원소분석 결과, 인 17.5 % (이론치: 17.49 %), 수소 3.42 % (이론치: 3.41 %) 및 탄소 60.2 % (이론치: 61.03 %)로 분석됨에 따라, 결과물이 화합물 1-1인 것이 확인되었다.Elemental analysis of the result showed that the result was Compound 1-1, as analyzed by phosphorus 17.5% (theoretical value: 17.49%), hydrogen 3.42% (theoretical value: 3.41%), and carbon 60.2% (theoretical value: 61.03%). .

실시예 2 (하기 반응식 2 참조) Example 2 (see Scheme 2 below)

환류냉각기가 장착된 2 L 둥근바닥 플라스크에 상기 실시예 1에서 얻은 화합물 1-1 35.4 g (0.1 mol)을 다이클로로메탄 900 mL에 녹였다. 반응물을 교반시키면서 벤질트라이메틸암모늄 클로라이드 9.3 g (BTMA, 0.05 mol), 무수탄산칼륨 29.0 g (0.21 mol), 및 벤질브로마이드 35.9 g (0.21 mol)을 첨가하고 48 시간 동안 환류시켰다. 반응물을 여과한 후 여과물의 용매를 제거한 다음 톨루엔에 재결정시켜 하기 반응식에 나타낸 화합물 1-2 38.5 g을 수득하였다. 결과물의 원소분석 결과, 인 11.6 % (이론치: 11.59 %), 수소 4.48 % (이론치: 4.53 %) 및 탄소 71.8 % (이론치: 71.91 %)로 분석됨에 따라, 결과 생성물이 화합물 1-2 인 것이 확인되었다.In a 2 L round bottom flask equipped with a reflux condenser, 35.4 g (0.1 mol) of Compound 1-1 obtained in Example 1 was dissolved in 900 mL of dichloromethane. 9.3 g (BTMA, 0.05 mol) of benzyltrimethylammonium chloride, 29.0 g (0.21 mol) of anhydrous potassium carbonate, and 35.9 g (0.21 mol) of benzylbromide were added and refluxed for 48 hours with stirring. After filtering the reaction, the solvent of the filtrate was removed and then recrystallized from toluene to obtain 38.5 g of the compound 1-2 shown in the following scheme. As a result of elemental analysis, it was confirmed that the resultant product was compound 1-2 as analyzed by phosphorus 11.6% (theoretical value: 11.59%), hydrogen 4.48% (theory value: 4.53%), and carbon 71.8% (theory value: 71.91%). It became.

Figure 112008081251559-PAT00005
Figure 112008081251559-PAT00005

실시예 3 (하기 반응식 3 참조) Example 3 (see Scheme 3 below)

환류냉각기와 적하깔때기가 장착된 1 L 둥근바닥 플라스크에 상기 실시예 1에서 얻은 화합물 1-1 35.4 g (0.1 mol), 진한 염산 0.5 mL, 및 에탄올 400 mL를 첨가하고 환류시켰다. 약 1 시간 경과 후 진한 염산 0.1 mL를 첨가하고 트라이에틸 오르소포르메이트 59.3 g을 약 4 시간에 걸쳐 적하시켰다. 트라이에틸 오르소포르 메이트를 적하시킬 때 진한 염산을 0.1 mL씩 30 분 간격으로 첨가하였다. 적하가 완료된 후 1 시간 동안 환류시킨 후 반응을 종료하였다. 이어서 감압증류를 통해 용매 및 미반응 반응물을 제거하고, 진공 건조시켜 노란색 분말의 하기 화합물 1-3 33.8 g을 수득하였다.To a 1 L round bottom flask equipped with a reflux cooler and a dropping funnel, 35.4 g (0.1 mol) of compound 1-1 obtained in Example 1, 0.5 mL of concentrated hydrochloric acid, and 400 mL of ethanol were added and refluxed. After about 1 hour, 0.1 mL of concentrated hydrochloric acid was added and 59.3 g of triethyl orthoformate was added dropwise over about 4 hours. When triethyl orthoformate was added dropwise, concentrated hydrochloric acid was added in 0.1 mL increments every 30 minutes. After dropping was completed, the reaction was terminated after refluxing for 1 hour. The solvent and unreacted reactant were then removed via distillation under reduced pressure and dried in vacuo to afford 33.8 g of the following compound 1-3 as a yellow powder.

실시예 4 (하기 반응식 3 참조) Example 4 (see Scheme 3 below)

250 mL 둥근바닥 플라스크에 상기 실시예 3에서 얻은 화합물 1-3 20.6 g (0.05 mol)과 에틸-p-톨루엔설포네이트 0.4 g (2 mmol)을 넣고 온도를 180 ℃로 가열하였다. 12 시간 경과 후 자리옮김 반응이 완료되면 상온으로 온도를 낮추고 150 mL의 증류수로 3회 세척하여 최종 화합물 1-4 20 g을 수득하였다. 결과물의 원소분석 결과, 인 15.0 % (이론치: 15.10 %), 수소 4.88 % (이론치: 4.91 %) 및 탄소 64.3 % (이론치: 64.39 %)로 분석됨에 따라, 결과 생성물이 화합물 1-4 인 것이 확인되었다.20.6 g (0.05 mol) of compound 1-3 and 0.4 g (2 mmol) of ethyl-p-toluenesulfonate were added to a 250 mL round bottom flask, and the temperature was heated to 180 ° C. After 12 hours, when the displacement reaction was completed, the temperature was lowered to room temperature and washed three times with 150 mL of distilled water to obtain 20 g of the final compound 1-4. Elemental analysis of the result showed that the resultant product was found to be Compound 1-4, as analyzed by phosphorus 15.0% (theoretical value: 15.10%), hydrogen 4.88% (theoretical value: 4.91%), and carbon 64.3% (theoretical value: 64.39%). It became.

Figure 112008081251559-PAT00006
Figure 112008081251559-PAT00006

비교예 1Comparative Example 1

본 발명의 고리형 유기 인계 화합물과 비교하기 위하여 종래의 난연제로서 트리페닐포스페이트(알드리치사)를 준비하였다.In order to compare with the cyclic organophosphorus compound of this invention, triphenyl phosphate (Aldrich) was prepared as a conventional flame retardant.

시험예Test Example

상기 실시예 비교예에서 제조된 고리형 인계 난연제의 난연성을 평가하기 위해 다음과 같이 시편을 제작하였다. 시편 제작에 사용되는 고형 에폭시 수지로는 시판되는 KD-213(국도화학, 비스페놀-A형, EEW 730~840)을, 경화제로는 다이시아노다이아민(DICY)을 사용하였다. Example In order to evaluate the flame retardancy of the cyclic phosphorus-based flame retardant prepared in Comparative Example was prepared as follows. Commercially available KD-213 (Kukdo Chemical, Bisphenol-A, EEW 730-840) was used as the solid epoxy resin used for the specimen preparation, and dicyanodiamine (DICY) was used as the curing agent.

먼저, 에폭시 수지 100 중량부에 상기 실시예 및 비교예에서 얻은 각각의 화합물 20 중량부, 및 DICY 10 중량부를 온도를 가열하면서 혼합한 후 막자사발과 미분쇄기로 분쇄하여 에폭시수지, 경화제 그리고 난연제가 고르게 섞인 시편을 제조하였다. 높이 3 ㎜의 프레임이 있는 테프론 판에 제조된 분말을 3 ㎜ 두께로 도포하고 200 ℃가 유지되는 오븐에서 1 시간 동안 경화반응을 진행시킨 뒤 상온으로 온도를 낮추어 폭 12.7 ㎜, 길이 127 ㎜의 시험편을 제조하였다. First, each compound obtained in the above Examples and Comparative Examples in 100 parts by weight of the epoxy resin 20 parts by weight, and 10 parts by weight of DICY were mixed while heating at a temperature, and then pulverized with a mortar and pestle to prepare a specimen in which the epoxy resin, the curing agent, and the flame retardant were evenly mixed. The powder prepared on a Teflon plate with a frame of 3 mm in height was applied to a thickness of 3 mm and the curing reaction was carried out in an oven maintained at 200 ° C. for 1 hour, and then the temperature was lowered to room temperature to 12.7 mm in width and 127 mm in length. Was prepared.

이렇게 제조된 시편에 대해 미국 언더라이터즈 레버러토리가 설정한 UL-94 V 시험방법을 이용하여 난연성 평가를 실시하였다. 또한 상기 제작된 시편에 대해, 인장강도 시험방법인 KS M 3015 방법으로 강도를 측정하였다. 결과는 하기 표 1에 정리하였다.The specimens thus prepared were evaluated for flame retardancy using the UL-94 V test method established by the US Underwriters Laboratories. In addition, for the prepared specimen, the strength was measured by the KS M 3015 method, a tensile strength test method. The results are summarized in Table 1 below.

Figure 112008081251559-PAT00007
Figure 112008081251559-PAT00007

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 고리형 유기 인계 화합물은 비교예에 따르는 종래의 유기 인계 화합물에 비하여 우수한 난연성을 지닐 뿐 아니라, 강도 등의 특성도 더욱 우수함을 알 수 있었다. 이상, 본 발명을 상기 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예를 이하에 첨부한 청구범위 내에서 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.As shown in Table 1, it can be seen that the cyclic organophosphorus compound according to the embodiment of the present invention not only has excellent flame retardancy, but also excellent properties such as strength compared to the conventional organophosphorus compound according to the comparative example. . In the above, the present invention has been described with reference to the above embodiments, which are only examples, and various modifications and other equivalent embodiments apparent to those of ordinary skill in the art will be claimed. It should be understood that this can be done within the scope.

Claims (14)

하기 화학식 1의 구조를 갖는, 고리형 유기 인계 화합물:A cyclic organophosphorus compound having the structure of Formula 1 [화학식 1][Formula 1]
Figure 112008081251559-PAT00008
Figure 112008081251559-PAT00008
상기 식에서, Where R1 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소 또는 할로겐이거나, 치환되거나 치환되지 않은, C1-18 알킬, C1-18 알콕시, C4-20 사이클로알킬, C4-20 헤테로아릴, C6-20 아릴 또는 C6-20 아릴옥시이고;R 1 to R 5 are each independently hydrogen or halogen, substituted or unsubstituted, C 1-18 alkyl, C 1-18 alkoxy, C 4-20 cycloalkyl, C 4-20 heteroaryl, C 6- 20 aryl or C 6-20 aryloxy; m은 1 내지 4의 정수이고; m is an integer from 1 to 4; n은 1 또는 2이며; n is 1 or 2; x는 0 또는 1이다.x is 0 or 1.
제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 R1 내지 R5는 각각 독립적으로, R 1 to R 5 are each independently, 할로겐, 아미노, 싸이오, 시아노, 히드록시, 카보닐, 카르복시, 카르바모일, 에폭시, 포스포릴, 실릴, 보란일, C1-18 알킬, C1-18 알콕시, C4-20 사이클로알킬, C4-20 헤테로아릴, C6-20 아릴, C6-20 아릴옥시 및 C7-20 아르알킬로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 기로 치환된, Halogen, amino, thio, cyano, hydroxy, carbonyl, carboxy, carbamoyl, epoxy, phosphoryl, silyl, boranyl, C 1-18 alkyl, C 1-18 alkoxy, C 4-20 cycloalkyl Substituted with one or more groups selected from the group consisting of C 4-20 heteroaryl, C 6-20 aryl, C 6-20 aryloxy and C 7-20 aralkyl, C1-18 알킬, C1-18 알콕시, C4-20 사이클로알킬, C4-20 헤테로아릴, C6-20 아릴 또는 C6-20 아릴옥시인 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물.C 1-18 alkyl, C 1-18 alkoxy, C 4-20 cycloalkyl, C 4-20 heteroaryl, C 6-20 aryl or C 6-20 aryloxy. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 치환되거나 치환되지 않은 C1-18 알킬기는, 메틸, 에틸, 프로필, 히드록시메틸, 1-히드록시에틸, 2-히드록시에틸, 2-카르복시에틸, 2-카르복시프로필, 2-알콕시카르보닐에틸, 2-(2-히드록시에톡시)카르보닐에틸, 2-알콕시카르보닐프로필, 2-(2-히드록시에톡시)프로필, 2-시아노에틸, 2-시아노프로필, 2-카르바모일에틸, 2-카르바모일프로필, 2,3-디카르복시프로필, 글리시딜, 벤질, 또는 4-메틸벤질인 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물.The substituted or unsubstituted C 1-18 alkyl group is methyl, ethyl, propyl, hydroxymethyl, 1-hydroxyethyl, 2-hydroxyethyl, 2-carboxyethyl, 2-carboxypropyl, 2-alkoxycarbonyl Ethyl, 2- (2-hydroxyethoxy) carbonylethyl, 2-alkoxycarbonylpropyl, 2- (2-hydroxyethoxy) propyl, 2-cyanoethyl, 2-cyanopropyl, 2-car Cyclic organophosphorus compound, characterized in that barmoylethyl, 2-carbamoylpropyl, 2,3-dicarboxypropyl, glycidyl, benzyl, or 4-methylbenzyl. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 치환되거나 치환되지 않은 C1-18 알콕시기는, 메톡시, 에톡시, 아이소프로폭시, 또는 t-부톡시인 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물.The substituted or unsubstituted C 1-18 alkoxy group is methoxy, ethoxy, isopropoxy, or t-butoxy, cyclic organophosphorus compound. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 치환되거나 치환되지 않은 C6-20 아릴기는, 페닐, 나프틸, 4-메틸페닐, 2-메틸페닐, 2,5-다이메닐페닐 2,5-디히드록시페닐, 또는 1,4-디히드록시-2-나프틸인 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물.The substituted or unsubstituted C 6-20 aryl group is phenyl, naphthyl, 4-methylphenyl, 2-methylphenyl, 2,5-dimenylphenyl 2,5-dihydroxyphenyl, or 1,4-dihydroxy It is 2-naphthyl, The cyclic organophosphorus compound. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 치환되거나 치환되지 않은 C6-20 아릴옥시기는, 페녹시, 4-메틸페녹시, 2-메틸페녹시, 2,4-디메틸페녹시, 2,6-디메틸페녹시, 4-t-부틸페녹시, 2-t-부틸페녹시, 2,4-디-t-부틸페녹시, 4-히드록시페녹시, 또는 3-히드록시페녹시인 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물.The above substituted or unsubstituted C 6-20 The aryloxy group is phenoxy, 4-methylphenoxy, 2-methylphenoxy, 2,4-dimethylphenoxy, 2,6-dimethylphenoxy, 4-t-butylphenoxy, 2-t-butylphenoxy , 2,4-di-t-butylphenoxy, 4-hydroxyphenoxy, or 3-hydroxyphenoxy, Cyclic organophosphorus compound. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환되거나 치환되지 않은, C1-18 알킬, C1-18 알콕시, C6-20 아릴 또는 C6-20 아릴옥시이거나 수소이고; 상기 R3 내지 R5는 모두 수소인 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물.R 1 and R 2 are each independently, substituted or unsubstituted, C 1-18 alkyl, C 1-18 alkoxy, C 6-20 aryl or C 6-20 aryloxy or hydrogen; The R 3 to R 5 are all hydrogen, cyclic organophosphorus compound. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 히드록시메틸, 1-히드록시에틸, 2-히드록시에틸, 2-카르복시에틸, 2-카르복시프로필, 2-알콕시카르보닐에틸, 2-(2-히드록시에톡시)카르보닐에틸, 2-알콕시카르보닐프로필, 2-(2-히드록시에톡시)프로필, 2-시아노에틸, 2-시아노프로필, 2-카르바모일에틸, 2-카르바모일프로필, 2,3-디카르복시프로필, 글리시딜, 벤질, 4-메틸벤질, 2,5-디히드록시페닐, 또는 1,4-디히드록시-2-나프틸이고;R 1 and R 2 are each independently hydrogen, methyl, ethyl, propyl, hydroxymethyl, 1-hydroxyethyl, 2-hydroxyethyl, 2-carboxyethyl, 2-carboxypropyl, 2-alkoxycarbonyl Ethyl, 2- (2-hydroxyethoxy) carbonylethyl, 2-alkoxycarbonylpropyl, 2- (2-hydroxyethoxy) propyl, 2-cyanoethyl, 2-cyanopropyl, 2-car Barmoylethyl, 2-carbamoylpropyl, 2,3-dicarboxypropyl, glycidyl, benzyl, 4-methylbenzyl, 2,5-dihydroxyphenyl, or 1,4-dihydroxy-2- Naphthyl; 상기 R3 내지 R5는 모두 수소이며;R 3 to R 5 are all hydrogen; 상기 x=1인 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물.Said x = 1, Cyclic organophosphorus compound. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 하기 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물:A cyclic organophosphorus compound, characterized in that any one of the following compounds:
Figure 112008081251559-PAT00009
,
Figure 112008081251559-PAT00010
,
Figure 112008081251559-PAT00009
,
Figure 112008081251559-PAT00010
,
Figure 112008081251559-PAT00011
,
Figure 112008081251559-PAT00012
.
Figure 112008081251559-PAT00011
, And
Figure 112008081251559-PAT00012
.
제1항에 있어서, The method of claim 1, 유기 고분자 재료의 난연제 또는 안정화제로 사용되는 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물.A cyclic organophosphorus compound, which is used as a flame retardant or stabilizer of an organic polymer material. a) 1,1':4',1''-터페닐-2',5'-다이올과 삼염화인을 촉매 존재하에서 축합반응시켜 하기 화합물 1a를 제조하는 단계;a) condensation of 1,1 ′: 4 ′, 1 ″ -terphenyl-2 ′, 5′-diol with phosphorus trichloride in the presence of a catalyst to prepare Compound 1a; b) 화합물 1a를 가수분해시켜 하기 화합물 1b를 제조하는 단계; 및b) hydrolyzing the compound 1a to prepare the following compound 1b; And c) 화합물 1b를 탈수고리화반응시켜 하기 화합물 1-1을 제조하는 단계를 순차적으로 포함하며;c) sequentially dehydrating the compound 1b to prepare the following compound 1-1; 임의적으로, d) 화합물 1-1을 제1항에서 정의된 R1 내지 R5 중 하나 이상의 기를 가진 화합물과 축합반응, 부가반응 또는 치환반응시키는 단계를 포함하는, 제1항의 고리형 유기 인계 화합물의 제조방법:Optionally, d) condensation, addition or substitution of compound 1-1 with a compound having at least one group of R 1 to R 5 as defined in claim 1, wherein the cyclic organophosphorus compound of claim 1 Manufacturing method of:
Figure 112008081251559-PAT00013
Figure 112008081251559-PAT00014
Figure 112008081251559-PAT00015
Figure 112008081251559-PAT00013
Figure 112008081251559-PAT00014
Figure 112008081251559-PAT00015
제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 d) 단계는, 상기 화합물 1-1을,Step d), the compound 1-1, 글리시딜, 벤질 또는 4-메틸벤질의 대응하는 할로겐 화합물과 축합반응시키거나;Condensation with a corresponding halogen compound of glycidyl, benzyl or 4-methylbenzyl; 트라이메틸 오르소포르메이트, 트라이에틸 오르소포르메이트, 트라이프로필 오르소포르메이트, 포름알데히드, 아세토알데히드, 에틸렌옥사이드, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 에스테르, 히드록시에틸아크릴레이트, 메타크릴산 에스테르, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 이타콘산, 파라벤조퀴논, 1,4-나프토퀴논, 또는 에폭시 화합물과 부가반응시키는 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물의 제조방법. Trimethyl orthoformate, triethyl orthoformate, tripropyl orthoformate, formaldehyde, acetoaldehyde, ethylene oxide, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid esters, hydroxyethyl acrylate, methacrylic acid esters, Characterized by addition reaction with hydroxyethyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, itaconic acid, parabenzoquinone, 1,4-naphthoquinone, or an epoxy compound, Method for producing cyclic organophosphorus compound. a) 1,1':4',1''-터페닐-2',5'-다이올과 삼염화인을 촉매 존재하에서 축합반응시켜 하기 화합물 1a를 제조하는 단계; 및a) condensation of 1,1 ′: 4 ′, 1 ″ -terphenyl-2 ′, 5′-diol with phosphorus trichloride in the presence of a catalyst to prepare Compound 1a; And b) 화합물 1a를 제1항에서 정의된 R1 및 R2 중 하나 이상의 기를 가진 화합물과 축합반응 또는 치환반응시키는 단계를 포함하는, 하기 화학식 2의 고리형 유기 인계 화합물의 제조방법:b) below, including the R 1 and R 2 comprising at least one compound and the condensation reaction or substitution reaction with a group of the definitions of compound 1a in claim 1, method for producing a cyclic organic phosphorus compound of the general formula (2):
Figure 112008081251559-PAT00016
Figure 112008081251559-PAT00016
[화학식 2][Formula 2]
Figure 112008081251559-PAT00017
Figure 112008081251559-PAT00017
상기 식에서, R1 및 R2 는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.Wherein R 1 and R 2 are the same as defined in Chemical Formula 1.
제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 b) 단계는, 상기 화합물 1a를 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올 또는 페놀과 축합반응시키는 것을 특징으로 하는, 고리형 유기 인계 화합물의 제조방법.Step b) is characterized in that the compound 1a condensation reaction with methanol, ethanol, isopropanol or phenol, Method for producing cyclic organophosphorus compound.
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