[发明专利]一种2-羧乙基甲基次膦酸的制备方法

说明书

本发明公开了一种2‑羧乙基甲基次膦酸的制备方法，属于有机合成技术领域。本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、副产物少、高收率、低成本的2‑羧乙基甲基次膦酸的制备方法。2‑羧乙基甲基次膦酸的制备方法，包括以下步骤：将甲基二氯化膦和丙烯酸反应，反应完毕后，加水，然后使体系处于水和有机溶剂的混合溶液中反应，反应完毕后，得到2‑羧乙基甲基次膦酸。本发明方法以一锅法高效制备2‑羧乙基甲基次膦酸，中间体无需分离，操作简单、安全，副产物少，收率高、纯度高，显著降低了2‑羧乙基甲基次膦酸的生产成本，有利于实现工业化生产。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种2-羧乙基甲基次膦酸的制备方法。

背景技术

阻燃剂是用以提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。理想的阻燃剂应该高效，低毒，与被阻燃材料的相容性好，不易迁移，具有足够的热稳定性，不致过多的影响基材性能。按阻燃元素种类，阻燃剂主要可分为卤系、有机磷系、膨胀型、无机阻燃剂。

目前国内外的阻燃产品中，主要是以卤素类阻燃剂为主，但是卤素阻燃剂在阻止燃烧过程中，虽然能起到延缓聚合物燃烧的作用，但是其在此高温过程中，会放出有害气体，所释放的氯化氢和其他卤化氢气体对火灾现场的人存在巨大的伤害。

有机磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒、低卤、无卤等优点，符合阻燃剂的发展方向，具有很好的发展前景。2-羧乙基甲基次膦酸是一类具有较高的热稳定性、氧化稳定性和较好的耐水解性，较高反应活性的性能优良的反应型阻燃剂，其可直接用作阻燃剂，也可与其他单体一起制备助燃材料，其盐可用作添加型阻燃剂。

目前2-羧乙基甲基次膦酸的合成主要有两条路线，路线一以OP(环磷酸酐)为原料直接水解得到羧乙基甲基次膦酸(如Zou,L.,Liu,J.,Liu,X.et al.J ThermAnal Calorim(2016)124:1399)，但OP不易制备，且价格昂贵，OP制备过程中需使用大量乙酸酐，产生大量乙酰氯，安全风险较大，不利于实现工业生产。

路线一：

路线二(如US6855757)以黄磷为起始原料，首先合成甲基次膦酸酯，甲基次膦酸酯再与丙烯酸酯反应生成羧乙基甲基次膦酸二酯，最后水解得到产物，此法路线长，操作复杂，原子经济性差，起始原料黄磷易自燃，安全风险较大，同样不利于实现工业化生产。

路线二：

因此，目前急需一种操作简单、副产物少、高收率、低成本的2-羧乙基甲基次膦酸的制备方法，以满足市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、副产物少、高收率、低成本的2-羧乙基甲基次膦酸的制备方法，实现2-羧乙基甲基次膦酸的工业化生产。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种2-羧乙基甲基次膦酸的制备方法，该方法包括以下步骤：将甲基二氯化膦和丙烯酸反应，反应完毕后，加水，然后使体系处于水和有机溶剂的混合溶液中反应，反应完毕后，得到2-羧乙基甲基次膦酸。

上述2-羧乙基甲基次膦酸的制备方法的具体操作步骤为：

a、惰性气体保护下，向甲基二氯化膦中滴加丙烯酸，滴毕，继续进行反应，反应完毕得反应体系A；

b、向反应体系A中滴加水，滴毕，得反应体系B；

c、使反应体系B处于水和有机溶剂的混合溶液中反应，反应完毕后，冷却，析出固体，经过滤、烘干，得到2-羧乙基甲基次膦酸。

上述所述的2-羧乙基甲基次膦酸的制备方法中，步骤a中，所述甲基二氯化膦与丙烯酸的摩尔比为1：1～1.5。

优选的，上述所述的2-羧乙基甲基次膦酸的制备方法中，步骤a中，所述甲基二氯化膦与丙烯酸的摩尔比为1：1～1.2。