[发明专利]一种正丙基磷酸环酐的制备方法

说明书

本发明公开了一种正丙基磷酸环酐的制备方法，该方法包括以下步骤：以丙基磷酸和氯化亚砜为反应物制得丙基磷酰二氯，以丙基磷酸和氢氧化钠为反应物制得丙基磷酸二钠，将丙基磷酰二氯和丙基磷酸二钠进一步反应制得正丙基磷酸环酐。本发明采用的原料和反应过程中，没有产生游离氢，有效的避免了产品酸度高的问题。反应过程中即生成正丙基磷酸环酐，后续只需要过滤等工序，不需要高温高真空蒸馏的处理工序，降低了设备材质要求和生产操作费用。另外，丙基磷酸二钠在反应过程中，起到了固氯剂的作用，使产品氯离子含量控制在20ppm以内。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其是一种正丙基磷酸环酐的制备方法。

背景技术

正丙基磷酸环酐是一种无色或浅绿色粘稠状液体，主要用于酰胺或酯类缩合反应的偶联剂。今年来，有文献报道其在锂电池电解液中添加一定量的T3P，可以显著改善锂电池电级的SEI成膜性能，同时，正丙基磷酸环酐具有脱水作用，可以有效的延长锂电池循环使用寿命。

专利US_20060264654报道的正丙基磷酸环酐有两种技术路线。

技术路线一：通过合成丙基磷酸，经醋酸酐反应精馏脱水得到多聚丙基磷酸，在高温高真空的条件下，多聚丙基磷酸中间体断链重组得到丙基磷酸环三聚体，并分馏得到。

该技术路线产生了含端羟基的的丙基磷酸的多聚体，在高温断链重组为丙基磷酸环三聚体中过程中，有含端羟基的丙基磷酸、丙基磷酸二聚体、丙基偏磷酸等酸性杂质生成，并随环三聚体一同蒸馏出来，使得产品酸度偏高，不适合用于锂电池电解液添加剂。

该技术路线使用腐蚀性强的醋酸酐为助剂，同时需要高真空高温的苛刻条件，对设备材质要求高，规模化生产很难同时达到这些条件，因此限制了应用。

技术路线二：以丙基磷酰二氯为原料，经水解得到正丙基磷酸环酐，经脱溶、脱氯化氢等工艺精制即可得到产品，不需要高温高真空蒸馏。

该技术路线反应过程中生成了大量氯化氢，后处理难以蒸除，导致终产品酸度和氯离子含量超标，也不适用于锂电池电解液添加剂。

发明内容

针对现有的技术中的缺陷，提供一种正丙基磷酸环酐的制备方法。

本发明通过下述方案实现：

一种正丙基磷酸环酐的制备方法，该方法包括以下步骤：以丙基磷酸和氯化亚砜为反应物制得丙基磷酰二氯，以丙基磷酸和氢氧化钠为反应物制得丙基磷酸二钠，将丙基磷酰二氯和丙基磷酸二钠进一步反应制得正丙基磷酸环酐。

所述丙基磷酰二氯的详细制备方法为：将丙基磷酸和氯化亚砜按摩尔比1：（2.0~2.5）反应，反应温度为0~120℃，反应时间为2-12h，减压蒸馏得到丙基磷酰二氯。

所述丙基磷酸二钠的详细制备方法为：在有机溶剂中，将丙基磷酸和氢氧化钠按摩尔比（1：1.0-1.3）反应，反应温度为-20℃~80℃，反应2~12h，减压脱挥后于120~250℃,2000~5000Pa下减压干燥2-8h，得到丙基磷酸二钠。

所述丙基磷酰二氯和丙基磷酸二钠进一步反应制备正丙基磷酸环酐的详细步骤为：在醚类溶剂中，将制得的丙基磷酰二氯和丙基磷酸二钠按照摩尔比1:(1.0~1.3)进行反应，反应温度为-20~120℃，反应时间2~12h；反应结束后，将反应液过滤，脱挥，加电子级无水溶剂配制为50%的溶液。

所述反应温度为20~80℃，反应时间为2-8h。

所述丙基磷酸和氢氧化钠摩尔比为1：1.01~1.10，有机溶剂为去离子水或甲醇、乙醇，反应温度为-20℃~80℃，反应时间为2~6h，减压干燥条件为120~180℃、2000~5000Pa干燥2~8小时。