[发明专利]一种叔丁基苯基磷酸酯及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种叔丁基苯基磷酸酯及其制备方法和应用，该方法是将叔丁基苯酚与离子液体催化剂搅拌加热，缓慢滴加三氯氧磷，滴加完毕后，加热保温，再加苯酚进行加热反应，反应结束后向反应液中加入有机溶剂，然后洗涤进行相分离，通过减压蒸馏除去有机溶剂得到目标产物。本发明的制备方法用离子液体做催化剂，相比传统的Lewis酸、固体酸等催化剂，能催化合成纯度更高的目标产物，且工艺简单，适合工业化生产的要求。

技术领域

本发明属于化学合成，具体涉及一种叔丁基苯基磷酸酯及其制备方法和应用。

背景技术

润滑油能减少两相对运动接触表面之间的摩擦和磨损，是机械运转时不可或缺的辅助材料。润滑油性能的提升对于现代科学技术和工业的不断发展起着巨大的促进作用，是生产中十分重要的一环。润滑油在航空、机械加工、冶金、建筑、轻工业等行业均有着极为广泛的应用。在经济发展的同时，各种轻、重工业也在发展，尤其是汽车行业，对润滑油的需求也越来越多，对润滑油的质量要求也越来越高。研究表明，含磷的添加剂有利于提高润滑油的热稳定性，抗磨减摩性。

磷酸酯的特点是挥发性低，只相当于同粘度等级烃类的十分之一，同时闪点和自燃点较高，润滑性能良好。除此之外，其稳定性较好，在较高温度下仍有良好的使用性能。叔丁基苯基磷酸酯不仅是抗磨剂，尤其适于作为蒸汽轮机、轧钢机等现代化技术装备的高温、高压部位的润滑油。由于其高温性能和水解稳定性优越，较其他磷酸酯油品使用寿命延长很多，经济价值也高。

目前如CN 102268036A，CN 104262389A，WO2017140609A1公开了叔丁基苯基磷酸酯合成方法。已有的合成方法采用的是Lewis酸催化剂合成叔丁基苯基磷酸三苯酯。具体过程如下：将叔丁基苯酚和Lewis酸于反应器中，加热至105℃，后冷却至95℃。保持温度在95℃下加入POCl₃，130℃保温反应5h，将反应混合物冷却至100℃，并分批加入苯酚，在155℃温度下保持12小时，将混合物冷却至35℃后，将粗产物进行后处理。然而，上述合成叔丁基苯基磷酸酯方法的叔丁基二苯基磷酸酯的纯度低，影响其在润滑油的性能，且催化剂的后处理比较繁琐。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种离子液体催化叔丁基苯基磷酸酯的制备方法。本发明的方法制备的叔丁基二苯基磷酸酯的纯度高，可达98％以上，且离子液体催化剂绿色低毒，后处理简单，并且反应条件温和，工艺简单易操作、绿色经济、便于工业化生产。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种叔丁基苯基磷酸酯的制备方法，包括如下步骤：将叔丁基苯酚与离子液体催化剂搅拌加热，缓慢滴加三氯氧磷，滴加完毕后，加热保温，再加苯酚进行加热反应，反应结束后向反应液中加入有机溶剂，然后洗涤进行相分离，有机相通过减压蒸馏除去有机溶剂得到叔丁基苯基磷酸酯。

其中，所述三氯氧磷、叔丁基苯酚与苯酚的摩尔比为1：(1-8)：(1.6-6.0)。

作为优选，所述叔丁基苯酚为对叔丁基苯酚。

其中，所述离子液体催化剂为烷基咪唑硫酸氢盐离子液体催化剂、吡啶硫酸氢盐离子液体、N-(4-磺酸基)丁基三乙胺磷钨酸盐([BSEt₃N]₃PW_l2O₄₀)、1-(4-磺酸基)丁基-3-甲基咪唑盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)中的任意一种或几种，所述烷基包括1-甲基、1-丁基-3-甲基、1-甲基-3-丁基、1,2-二甲基-3-丁基。

其中，按相关文献制备烷基咪唑硫酸氢盐离子液体，如1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐离子液体催化剂，乔艳辉，腾俊江等.1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐催化合成乙二醇丁醚乙酸酯[J].化工进展，2011,30(6)：1347-1350.其中催化剂主要用于合成乙二醇丁醚乙酸酯。