一种制备二异丙基氯化膦的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210392303.3

申请日:

2012.09.28

公开号:

CN102911205A

公开日:

2013.02.06

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C07F 9/52申请公布日:20130206|||实质审查的生效IPC(主分类):C07F 9/52申请日:20120928|||公开

IPC分类号:

C07F9/52

主分类号:

C07F9/52

申请人:

黎明化工研究设计院有限责任公司

发明人:

任章顺; 袁胜芳; 李立远; 侯玲玲; 汤月贞; 黄晓磊; 牛学坤; 张景利; 裴留芳

地址:

471000 河南省洛阳市王城大道69号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种制备二异丙基氯化膦的方法,采用格氏试剂法制备二异丙基氯化膦,以氯代异丙烷、镁和三氯化磷为原料,以碘为引发剂、2-甲基四氢呋喃为溶剂进行合成。本发明反应收率高,产物纯度高,过程更安全,溶剂回收利用率高,产生的污染物少。

权利要求书

权利要求书一种制备二异丙基氯化膦的方法,采用格氏试剂法制备二异丙基氯化膦,以氯代异丙烷、镁和三氯化磷为原料,其特征是以碘为引发剂、2‑甲基四氢呋喃为溶剂进行合成。
根据权利要求1所述的制备二异丙基氯化膦的方法,包括以下步骤:
(1)合成氯代异丙基镁
A)通过抽真空、氮气置换的方法去除反应器中的空气;
B)氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃以体积比1∶2‑1∶3混合均匀;
C)将理论摩尔数1.1‑1.3倍的镁加入反应器中,加入适量2‑甲基四氢呋喃浸没镁粒,加入引发剂量的粒碘,加热体系,待温度升高至60‑80℃时,加入总体积1%‑5%的氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃混合液,待反应引发后,滴加剩余量的氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃混合液,以反应体系微沸状态为宜;滴加完毕后继续搅拌0.5‑2h,即得异丙基氯化镁格氏试剂,转移至容量瓶中备用;
(2)合成二异丙基氯化膦
A)将三氯化磷和2‑甲基四氢呋喃体积比为1∶5‑1∶10的混合液加入反应器中,将体系降温,待温度降至‑40~‑20℃时,向体系滴加异丙基氯化镁格氏试剂,滴加完毕,继续搅拌反应0.5‑2h;
B)反应混合物在N2保护下抽滤,用2‑甲基四氢呋喃冲洗滤饼至白色,滤液为二异丙基氯化膦与2‑甲基四氢呋喃的混合液;滤饼为氯化镁晶体可回收;
D)分离滤液,得二异丙基氯化膦产品。
根据权利要求2所述的制备二异丙基氯化膦的方法,其特征是三氯化磷和2‑甲基四氢呋喃体积比为为1∶6‑1∶8,滴加异丙基氯化镁格氏试剂的温度为‑30~‑20℃;分离滤液的方法为蒸馏法,接受150℃以后的馏分。

说明书

说明书一种制备二异丙基氯化膦的方法
技术领域
本发明涉及二异丙基氯化膦的制备方法。
背景技术
二异丙基氯化膦是制备有机膦的重要有机中间体,广泛用于制备有机膦杀虫剂、有机膦配位体、热塑性人造橡胶合成的有机金属催化剂,亦可作非致命性武器的重要组成部分,近年来其被用于合成锂离子二次电池新型电解质盐氟代烷基膦酸锂。
合成二异丙基氯化膦的方法有很多,主要包括金属还原法、光气反应法、格氏试剂合成法及黄磷反应法。目前格氏试剂合成法是以氯代异丙烷、镁和三氯化磷为原料,以乙醚或四氢呋喃为溶剂合成二异丙基氯化膦。
制备过程包含以下反应:
Mg+i‑C3H7Cl→i‑C3H7MgCl
2i‑C3H7MgCl+PCl3→(i‑C3H7)2PCl+2MgCl2
以乙醚为溶剂方法简单,原料价廉,产率较高,可到55%~60%,但乙醚沸点低,易挥发,危险性大且不利于保存产物,生成的氯化镁难以抽滤,不宜用于大规模生产。王凤花等人.氯代二异丙基膦合成工艺的研究[J].山东化工,2007,36(2):32‑35公开了以四氢呋喃为溶剂的格氏试剂法合成氯代二异丙基膦的方法,混合物的最高收率达71.25%,但单取代产物副产物含量高,目标产物与单取代副产物的摩尔比为2.63∶1‑6.85∶1,折算为目标产物的最高收率为65.18%,产品纯度不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种二异丙基氯化膦的制备方法。
本发明出采用格氏试剂法制备二异丙基氯化膦,以氯代异丙烷、镁和三氯化磷为原料,以碘为引发剂、2‑甲基四氢呋喃为溶剂进行合成。本发明反应收率高,产物纯度高,过程更安全,溶剂回收利用率高,产生的污染物少。
本发明方法包括以下步骤:
(1)合成氯代异丙基镁
A)通过抽真空、氮气置换的方法去除反应器中的空气;
B)氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃以体积比1∶2‑1∶3混合均匀;
C)将理论摩尔数1.1‑1.3倍的镁加入反应器中,加入适量2‑甲基四氢呋喃浸没镁粒,加入引发剂量的粒碘,加热体系,待温度升高至60‑80℃时,加入总体积1%‑5%的氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃混合液,待反应引发后,滴加剩余量的氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃混合液,以反应体系微沸状态为宜;滴加完毕后继续搅拌0.5‑2h,即得异丙基氯化镁格氏试剂,转移至容量瓶中备用;
(2)合成二异丙基氯化膦
A)将三氯化磷和2‑甲基四氢呋喃体积比为1∶5‑1∶10(最好为1∶6‑1∶8)的混合液加入反应器中,将体系降温,待温度降至‑40~‑20℃(最好为‑30~‑20℃)时,向体系滴加理论量的异丙基氯化镁格氏试剂,滴加完毕,继续搅拌反应0.5‑2h;
B)反应混合物在N2保护下抽滤,用2‑甲基四氢呋喃冲洗滤饼至白色,滤液为二异丙基氯化膦与2‑甲基四氢呋喃的混合液;滤饼为氯化镁晶体可回收;
D)分离滤液,得二异丙基氯化膦产品,回收2‑甲基四氢呋喃。
本发明以镁、氯代异丙烷、三氯化磷为主要原料,碘为引发剂,以2‑甲基四氢呋喃为溶剂制备二异丙基氯化膦,目标产物与单取代副产物的摩尔比高,产品收率高、纯度高。2‑甲基四氢呋喃相比于乙醚的沸点更高,反应过程更安全,生成固体副产物氯化镁,便于抽滤;相比于四氢呋喃溶剂,单取代副产物二氯代异丙基膦含量少,产物纯度更高,溶剂回收利用率高,产生的污染物少。本发明既提高了反应的安全性,也提高了二异丙基氯化膦的产率和纯度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
(1)合成氯代异丙基镁
将500mL氯代异丙烷和1400mL2‑甲基四氢呋喃混合均匀后加入到恒压滴液漏斗中,称取146.37g镁加入到四口烧瓶中,加入3g碘和100mL2‑甲基四氢呋喃浸没镁粒。
将体系温度升到80℃,滴加50mL氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃的混合液,开始搅拌,待烧瓶内液体颜色变白、微沸时,表明反应引发。然后缓慢滴加剩余的氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃混合液,控制滴加速度为微沸状态为宜,滴加完毕后再继续搅拌1h,停止加热,冷却至室温,倒入容量瓶中。采用酸碱滴定的方法测定异丙基氯化镁格氏试剂的转化率(相对于氯代异丙烷)为96.2%。
(2)合成二异丙基氯化膦
将带有温度计、恒压滴液漏斗的四口烧瓶置入乙二醇/水冷浴锅中,冷凝盘管内用液氮作为冷却液,插入搅拌棒,抽真空,充氮气置换2次。然后在四口瓶一口加氮气保护。
取230mL三氯化磷和1610mL2‑甲基四氢呋喃通过通料口加入至四口瓶中,通液氮降温至‑30℃。搅拌转速为180r/min,滴加异丙基氯化镁格氏试剂1848g,控制滴加速度,使反应温度控制在‑30~‑25℃,3.5h滴加完毕,撤走冷浴锅,继续搅拌1h。氮气保护下抽滤,反应混合物在N2保护下抽滤,用2‑甲基四氢呋喃冲洗多次至晶体颜色为白色,滤液为二异丙基氯化膦与2‑甲基四氢呋喃的混合液,目标产物与单取代副产物摩尔比为57.12∶1。
安装填料为玻璃弹簧的30mm*300mm分馏柱的蒸馏装置,将二异丙基氯化膦与2‑甲基四氢呋喃的混合液加热到80℃,回收2‑甲基四氢呋溶剂喃,接受150℃以后的馏分,得到产品二异丙基氯化膦298.5g,产率为74.3%,纯度为96.5%。回收的溶剂2‑甲基四氢呋喃进一步蒸馏,可循环使用。
实施例2
(1)合成氯代异丙基镁
将500mL氯代异丙烷和1000mL2‑甲基四氢呋喃混合均匀后加入到恒压滴液漏斗中,称取172.98g镁加入到四口烧瓶中,加入3g碘和120mL2‑甲基四氢呋喃浸没镁粒。
滴加16mL氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃的混合液,引发反应,氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃混合液滴加完毕后再继续搅拌2h,其他同实施例1。
异丙基氯化镁格氏试剂的转化率为97%。
(2)合成二异丙基氯化膦
2‑甲基四氢呋喃用为1150mL反应温度控制在‑40~‑35℃,滴加异丙基氯化镁格氏试剂1523g,滴加完毕,撤走冷浴锅,继续搅拌2h。
目标产物与单取代副产物摩尔比为51.32∶1,得产品289.7g,产品收率71.5%,纯度96.2%。
其他同实施例1。
实施例3
(1)合成氯代异丙基镁
滴加100mL氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃的混合液,引发反应,氯代异丙烷和2‑甲基四氢呋喃混合液滴加完毕后再继续搅拌0.5h,其他同实施例1。
异丙基氯化镁格氏试剂的转化率为95.5%。
(2)合成二异丙基氯化膦
2‑甲基四氢呋喃用为2300mL。反应温度控制在‑25~‑20℃,滴加异丙基氯化镁格氏试剂1847g,滴加完毕,撤走冷浴锅,继续搅拌0.5h。
目标产物与单取代副产物摩尔比为44.28∶1得产品262.5g,产品收率65.8%,纯度95.1%。
其他同实施例1。

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1、(10)申请公布号 CN 102911205 A (43)申请公布日 2013.02.06 C N 1 0 2 9 1 1 2 0 5 A *CN102911205A* (21)申请号 201210392303.3 (22)申请日 2012.09.28 C07F 9/52(2006.01) (71)申请人黎明化工研究设计院有限责任公司 地址 471000 河南省洛阳市王城大道69号 (72)发明人任章顺 袁胜芳 李立远 侯玲玲 汤月贞 黄晓磊 牛学坤 张景利 裴留芳 (54) 发明名称 一种制备二异丙基氯化膦的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种制备二异丙基氯化膦的方 法,采用格氏试剂法制备。

2、二异丙基氯化膦,以氯 代异丙烷、镁和三氯化磷为原料,以碘为引发剂、 2-甲基四氢呋喃为溶剂进行合成。本发明反应收 率高,产物纯度高,过程更安全,溶剂回收利用率 高,产生的污染物少。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1页 2 1.一种制备二异丙基氯化膦的方法,采用格氏试剂法制备二异丙基氯化膦,以氯代异 丙烷、镁和三氯化磷为原料,其特征是以碘为引发剂、2-甲基四氢呋喃为溶剂进行合成。 2.根据权利要求1所述的制备二异丙基氯化膦的方法,包括以下步骤: (1)合成氯代异丙基镁 A)通。

3、过抽真空、氮气置换的方法去除反应器中的空气; B)氯代异丙烷和2-甲基四氢呋喃以体积比12-13混合均匀; C)将理论摩尔数1.1-1.3倍的镁加入反应器中,加入适量2-甲基四氢呋喃浸没镁粒, 加入引发剂量的粒碘,加热体系,待温度升高至60-80时,加入总体积1-5的氯代异 丙烷和2-甲基四氢呋喃混合液,待反应引发后,滴加剩余量的氯代异丙烷和2-甲基四氢呋 喃混合液,以反应体系微沸状态为宜;滴加完毕后继续搅拌0.5-2h,即得异丙基氯化镁格 氏试剂,转移至容量瓶中备用; (2)合成二异丙基氯化膦 A)将三氯化磷和2-甲基四氢呋喃体积比为15-110的混合液加入反应器中,将 体系降温,待温度降至。

4、-40-20时,向体系滴加异丙基氯化镁格氏试剂,滴加完毕,继续 搅拌反应0.5-2h; B)反应混合物在N2保护下抽滤,用2-甲基四氢呋喃冲洗滤饼至白色,滤液为二异丙基 氯化膦与2-甲基四氢呋喃的混合液;滤饼为氯化镁晶体可回收; D)分离滤液,得二异丙基氯化膦产品。 3.根据权利要求2所述的制备二异丙基氯化膦的方法,其特征是三氯化磷和2-甲基四 氢呋喃体积比为为16-18,滴加异丙基氯化镁格氏试剂的温度为-30-20;分离 滤液的方法为蒸馏法,接受150以后的馏分。 权 利 要 求 书CN 102911205 A 1/3页 3 一种制备二异丙基氯化膦的方法 技术领域 0001 本发明涉及二异丙。

5、基氯化膦的制备方法。 背景技术 0002 二异丙基氯化膦是制备有机膦的重要有机中间体,广泛用于制备有机膦杀虫剂、 有机膦配位体、热塑性人造橡胶合成的有机金属催化剂,亦可作非致命性武器的重要组成 部分,近年来其被用于合成锂离子二次电池新型电解质盐氟代烷基膦酸锂。 0003 合成二异丙基氯化膦的方法有很多,主要包括金属还原法、光气反应法、格氏试剂 合成法及黄磷反应法。目前格氏试剂合成法是以氯代异丙烷、镁和三氯化磷为原料,以乙醚 或四氢呋喃为溶剂合成二异丙基氯化膦。 0004 制备过程包含以下反应: 0005 Mg+i-C 3 H 7 Cli-C 3 H 7 MgCl 0006 2i-C 3 H 7。

6、 MgCl+PCl 3 (i-C 3 H 7 ) 2 PCl+2MgCl 2 0007 以乙醚为溶剂方法简单,原料价廉,产率较高,可到5560,但乙醚沸点低, 易挥发,危险性大且不利于保存产物,生成的氯化镁难以抽滤,不宜用于大规模生产。王凤 花等人.氯代二异丙基膦合成工艺的研究J.山东化工,2007,36(2):32-35公开了以四 氢呋喃为溶剂的格氏试剂法合成氯代二异丙基膦的方法,混合物的最高收率达71.25,但 单取代产物副产物含量高,目标产物与单取代副产物的摩尔比为2.631-6.851,折算 为目标产物的最高收率为65.18,产品纯度不高。 发明内容 0008 本发明要解决的技术问题是。

7、提供一种二异丙基氯化膦的制备方法。 0009 本发明出采用格氏试剂法制备二异丙基氯化膦,以氯代异丙烷、镁和三氯化磷为 原料,以碘为引发剂、2-甲基四氢呋喃为溶剂进行合成。本发明反应收率高,产物纯度高,过 程更安全,溶剂回收利用率高,产生的污染物少。 0010 本发明方法包括以下步骤: 0011 (1)合成氯代异丙基镁 0012 A)通过抽真空、氮气置换的方法去除反应器中的空气; 0013 B)氯代异丙烷和2-甲基四氢呋喃以体积比12-13混合均匀; 0014 C)将理论摩尔数1.1-1.3倍的镁加入反应器中,加入适量2-甲基四氢呋喃浸没镁 粒,加入引发剂量的粒碘,加热体系,待温度升高至60-8。

8、0时,加入总体积1-5的氯代 异丙烷和2-甲基四氢呋喃混合液,待反应引发后,滴加剩余量的氯代异丙烷和2-甲基四氢 呋喃混合液,以反应体系微沸状态为宜;滴加完毕后继续搅拌0.5-2h,即得异丙基氯化镁 格氏试剂,转移至容量瓶中备用; 0015 (2)合成二异丙基氯化膦 0016 A)将三氯化磷和2-甲基四氢呋喃体积比为15-110(最好为16-18) 说 明 书CN 102911205 A 2/3页 4 的混合液加入反应器中,将体系降温,待温度降至-40-20(最好为-30-20)时, 向体系滴加理论量的异丙基氯化镁格氏试剂,滴加完毕,继续搅拌反应0.5-2h; 0017 B)反应混合物在N 2。

9、 保护下抽滤,用2-甲基四氢呋喃冲洗滤饼至白色,滤液为二异 丙基氯化膦与2-甲基四氢呋喃的混合液;滤饼为氯化镁晶体可回收; 0018 D)分离滤液,得二异丙基氯化膦产品,回收2-甲基四氢呋喃。 0019 本发明以镁、氯代异丙烷、三氯化磷为主要原料,碘为引发剂,以2-甲基四氢呋喃 为溶剂制备二异丙基氯化膦,目标产物与单取代副产物的摩尔比高,产品收率高、纯度高。 2-甲基四氢呋喃相比于乙醚的沸点更高,反应过程更安全,生成固体副产物氯化镁,便于抽 滤;相比于四氢呋喃溶剂,单取代副产物二氯代异丙基膦含量少,产物纯度更高,溶剂回收 利用率高,产生的污染物少。本发明既提高了反应的安全性,也提高了二异丙基氯。

10、化膦的产 率和纯度。 具体实施方式 0020 下面结合实施例对本发明作进一步描述。 0021 实施例1 0022 (1)合成氯代异丙基镁 0023 将500mL氯代异丙烷和1400mL2-甲基四氢呋喃混合均匀后加入到恒压滴液漏斗 中,称取146.37g镁加入到四口烧瓶中,加入3g碘和100mL2-甲基四氢呋喃浸没镁粒。 0024 将体系温度升到80,滴加50mL氯代异丙烷和2-甲基四氢呋喃的混合液,开始 搅拌,待烧瓶内液体颜色变白、微沸时,表明反应引发。然后缓慢滴加剩余的氯代异丙烷和 2-甲基四氢呋喃混合液,控制滴加速度为微沸状态为宜,滴加完毕后再继续搅拌1h,停止 加热,冷却至室温,倒入容量。

11、瓶中。采用酸碱滴定的方法测定异丙基氯化镁格氏试剂的转化 率(相对于氯代异丙烷)为96.2。 0025 (2)合成二异丙基氯化膦 0026 将带有温度计、恒压滴液漏斗的四口烧瓶置入乙二醇/水冷浴锅中,冷凝盘管内 用液氮作为冷却液,插入搅拌棒,抽真空,充氮气置换2次。然后在四口瓶一口加氮气保护。 0027 取230mL三氯化磷和1610mL2-甲基四氢呋喃通过通料口加入至四口瓶中,通液氮 降温至-30。搅拌转速为180r/min,滴加异丙基氯化镁格氏试剂1848g,控制滴加速度,使 反应温度控制在-30-25,3.5h滴加完毕,撤走冷浴锅,继续搅拌1h。氮气保护下抽滤, 反应混合物在N 2 保护下。

12、抽滤,用2-甲基四氢呋喃冲洗多次至晶体颜色为白色,滤液为二异 丙基氯化膦与2-甲基四氢呋喃的混合液,目标产物与单取代副产物摩尔比为57.121。 0028 安装填料为玻璃弹簧的30mm*300mm分馏柱的蒸馏装置,将二异丙基氯化膦与 2-甲基四氢呋喃的混合液加热到80,回收2-甲基四氢呋溶剂喃,接受150以后的馏分, 得到产品二异丙基氯化膦298.5g,产率为74.3,纯度为96.5。回收的溶剂2-甲基四氢 呋喃进一步蒸馏,可循环使用。 0029 实施例2 0030 (1)合成氯代异丙基镁 0031 将500mL氯代异丙烷和1000mL2-甲基四氢呋喃混合均匀后加入到恒压滴液漏斗 中,称取17。

13、2.98g镁加入到四口烧瓶中,加入3g碘和120mL2-甲基四氢呋喃浸没镁粒。 说 明 书CN 102911205 A 3/3页 5 0032 滴加16mL氯代异丙烷和2-甲基四氢呋喃的混合液,引发反应,氯代异丙烷和 2-甲基四氢呋喃混合液滴加完毕后再继续搅拌2h,其他同实施例1。 0033 异丙基氯化镁格氏试剂的转化率为97。 0034 (2)合成二异丙基氯化膦 0035 2-甲基四氢呋喃用为1150mL反应温度控制在-40-35,滴加异丙基氯化镁格 氏试剂1523g,滴加完毕,撤走冷浴锅,继续搅拌2h。 0036 目标产物与单取代副产物摩尔比为51.321,得产品289.7g,产品收率71。

14、.5, 纯度96.2。 0037 其他同实施例1。 0038 实施例3 0039 (1)合成氯代异丙基镁 0040 滴加100mL氯代异丙烷和2-甲基四氢呋喃的混合液,引发反应,氯代异丙烷和 2-甲基四氢呋喃混合液滴加完毕后再继续搅拌0.5h,其他同实施例1。 0041 异丙基氯化镁格氏试剂的转化率为95.5。 0042 (2)合成二异丙基氯化膦 0043 2-甲基四氢呋喃用为2300mL。反应温度控制在-25-20,滴加异丙基氯化镁 格氏试剂1847g,滴加完毕,撤走冷浴锅,继续搅拌0.5h。 0044 目标产物与单取代副产物摩尔比为44.281得产品262.5g,产品收率65.8, 纯度95.1。 0045 其他同实施例1。 说 明 书CN 102911205 A 。

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