Изобретение относится к способам получения алкилфосфорных эфиров и может быть использовано в качестве гидротропа в водных растворах, а также в качестве смачивателя, диспергатора, ингибитора коррозии и обезжиривателя.
Известны фосфатированные алкоксилаты 2-пропилгептанола, содержащие 2-4 этиленоксидных звена и 1-3 остатка фосфорной кислоты, представляющие собой эфиры фосфорной или полифосфорной кислот или их солей, а также применение фосфатированного 2-пропилгептанола или фосфатированных алкоксилатов 2-пропилгептанола, включающих 1-3 остатка фосфорной кислоты, 1-20 этиленоксидных звеньев и 0-3 пропиленоксидных и/или бутиленоксидных звена, представляющих собой эфиры фосфорной или полифосфорной кислот или их солей, в качестве гидротропа для алкоксилата С8-С18-спирта, содержащего 1-20 этиленоксидных звеньев и 0-3 пропиленоксидных и/или бутиленоксидных звена, в щелочном водном растворе, в особенности в композициях для промышленной очистки твердых поверхностей (патент RU 2392280, МПК C07F 9/09, опубл. 20.06.2010 г. ). К недостаткам синтеза указанных веществ относится предварительный нагрев спирта до 45°C и использование высоковязкой полифосфорной кислоты, необходимость добавления пост-реакционной воды и нейтрализация щелочью.
Известен способ синтеза алкилфосфорных эфиров (патент RU 2402557, МПК C07F 9/09, опубл. 27.10.2010). К недостаткам относится сложность синтеза вследствие необходимости применения катализатора, отведения реакционной воды и нагрева смеси до высоких температур от 60°С до 170°С.
В патенте RU 2646611 (МПК C07F 9/09, опубл. 06.03.2018 г.) описан способ синтеза фосфорилированных нонилфенолов, содержащих 4-9 оксиэтилированных звеньев и два вида остатка фосфорной кислоты, с применением в качестве фосфорилирующего агента фосфорного ангидрида или полифосфорной кислоты. Фосфорилируют оксиэтилированные нонилфенолы с соответствующей степенью оксиэтилирования и получают продукт фосфорилирования с содержанием 92-96 мас. % эфиров фосфорной или полифосфорной кислот, структурные формулы которых:
где n=4-9, причем нейтрализация реакционной смеси щелочным агентом не обязательна.
К недостаткам описанного метода синтеза относится долговременное нагревание в течение 4 часов.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является получение фосфорного эфира упрощенным способом с меньшими временными и энергетическими затратами.
Проблема решается способом синтеза алкилфосфорных эфиров, включающим фосфорилирование оксиэтилированных спиртов, содержащих 1-25 оксиэтилированных звеньев и 6-25 атомов углерода или оксиэтилированного линоленового спирта, содержащего 3 или 5 оксиэтилированных звена или эрукового спирта со степенью этоксилирования 5ЕО, с применением в качестве фосфорилирующего агента фосфорного ангидрида, причем массовое соотношение спирта к фосфорному ангидриду составляет от 3:1 до 10:1, при котором осуществляют интенсивное перемешивание компонентов с частотой перемешивания 8000 мин-1 в течение не более 30 минут, с обеспечением поддержания температуры экзотермической реакции 60°С-80°С, и получают продукты фосфорилирования с содержанием 93-96 мас. % смеси диэфиров и моноэфиров фосфорной кислоты, имеющих следующие структурные формулы:
1)
где n=1-25, х=5-24.
2) [Н3С-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-(O-СН2-СН2)3-O-]2 Р(O)(ОН)
Н3С-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-(O-СН2-СН2)3-O-Р(O)(ОН)2
3) [Н3С-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-(O-СН2-СН2)5-O-]2 Р(O)(ОН)
Н3С-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-(O-СН2-СН2)5-O-Р(O)(ОН)2
4) [Н3С-(СН2)7-СН=СН-(СН2)12-(O-СН2-СН2)5-O-]2 Р(O)(ОН)
Н3С-(СН2)7-СН=СН-(СН2)12-(O-СН2-СН2)5-O-Р(O)(ОН)2
Технический результат достигается за счет того, что при эффективном смешении компонентов количества тепла и температуры экзотермической реакции оксида фосфора (V) с оксиэтилированным спиртом достаточно для проведения реакции, в связи с чем в дополнительном нагреве нет необходимости, а время проведения реакции для получения целевых продуктов составляет до 30 минут.
Способ осуществляют следующим образом. Осуществляют фосфорилирование оксиэтилированных спиртов, с применением в качестве фосфорилирующего агента фосфорного ангидрида, причем массовое соотношение спирта к фосфорному ангидриду составляет от 3:1 до 10:1, при котором осуществляют интенсивное перемешивание компонентов с частотой 8000 об/мин в течение не более 30 минут с обеспечением поддержания температуры экзотермической реакции 60°С-80°С, и получают продукт фосфорилирования с содержанием 93-96 мас. % смеси диэфиров и моноэфиров фосфорной кислоты.
1) Линоленовый спирт +3 ЕО (этиленоксидные звенья) в количестве 1743,52 г, 4,4 моль наливали в сосуд для подачи жидкой части. Реактор-смеситель устанавливали в режим рециркуляции. Р2О5 (581,46 г, 4,1 моль) насыпали в воронку для подачи сухого вещества (массовое соотношение спирта к фосфорному ангидриду составляет 3:1). Аппарат включали на перемешивание со скоростью 8000 об/мин, охлаждение подключено. Нагрев реакционной смеси до 50-80°С происходит благодаря выделению энергии экзотермической реакции и силе трения движущих частей установки, дополнительный нагрев не предусмотрен.
После прохождения ангидрида через воронку температура в сосуде жидкой части поднималась до 80°С, продукт перемешивали в течение 30 минут при 60°С-70°С, после чего отключали установку, охлаждали реакционную массу до температуры 30-35°С и переливали в тару. Получили 2324,98 г смеси фосфорного эфира этоксилированного на три звена линоленового спирта.
2) Линоленовый спирт + 5 ЕО (843,38 г, 1,73 моль) наливали в сосуд для подачи жидкой части. Реактор-смеситель был установлен в режим рециркуляции. Р2О5 (281,30 г, 1,98 моль) насыпали в воронку для подачи сухого вещества (массовое соотношение спирта к фосфорному ангидриду составляет 3:1). Аппарат включали на перемешивание со скоростью 8000 об/мин, охлаждение было подключено. После прохождения ангидрида через воронку температура в сосуде жидкой части поднималась до 80°С, продукт перемешивали в течение 30 минут при 60°С-70°С, после чего отключали установку, охлаждали реакционную массу и переливали в тару. Получили 1124,68 г смеси фосфорного эфира этоксилированного на пять звеньев.
3) Линоленовый спирт + 3 ЕО (2296,21 г, 5,79 моль) наливали в сосуд для подачи жидкой части. Реактор-смеситель был установлен в режим рециркуляции. P2O5 (328,96 г, 2,32 моль) насыпали в воронку для подачи сухого вещества (массовое соотношение спирта к фосфорному ангидриду составляет 7:1). Аппарат включали на перемешивание со скоростью 8000 об/мин, охлаждение было подключено. После прохождения ангидрида через воронку температура в сосуде жидкой части поднималась до 80°С, продукт перемешивали в течение 30 минут при 60°С-70°С, после чего отключали установку, охлаждали реакционную массу и переливали в тару. Получили 2625,17 г смеси фосфорного эфира этоксилированного на три звена линолевого спирта.
4) Линоленовый спирт + 5 ЕО (882,54 г, 1,82 моль) наливали в сосуд для подачи жидкой части. Реактор-смеситель был установлен в режим рециркуляции. Р2О5 (126,05 г, 0,89 моль) насыпали в воронку для подачи сухого вещества (массовое соотношение спирта к фосфорному ангидриду составляет 7:1). Аппарат включали на перемешивание со скоростью 8000 об/мин, охлаждение было подключено. После прохождения ангидрида через воронку температура в сосуде жидкой части поднималась до 80°С, продукт перемешивали в течение 30 минут при 60°С-70°С, после чего отключали установку, охлаждали реакционную массу и переливали в тару. Получили 1008,59 г смеси фосфорного эфира этоксилированного на пять звеньев линолевого спирта.
5) Эруковый спирт + 5 ЕО (3680,13 г, 6,76 моль) наливали в сосуд для подачи жидкой части. Реактор-смеситель был установлен в режим рециркуляции. Р2О5 (368,13 г, 2,59 моль) насыпали в воронку для подачи сухого вещества (массовое соотношение спирта к фосфорному ангидриду составляет 10:1). Аппарат включали на перемешивание со скоростью 8000 об/мин, охлаждение было подключено. После прохождения ангидрида через воронку температура в сосуде жидкой части поднималась до 80°С, продукт перемешивали в течение 30 минут при 60°С-70°С, после чего отключали установку, охлаждали реакционную массу и переливали в тару. Получили 4048,26 г смеси фосфорного эфира этоксилированного на пять звеньев эрукового спирта.
6) Эруковый спирт + 5 ЕО (6250,74 г, 11,48 моль) наливали в сосуд для подачи жидкой части. Реактор-смеситель был установлен в режим рециркуляции. Р2О5 (625,13 г, 4,40 моль) насыпали в воронку для подачи сухого вещества (массовое соотношение спирта к фосфорному ангидриду составляет 10:1). Аппарат включали на перемешивание со скоростью 8000 об/мин, охлаждение было подключено. После прохождения ангидрида через воронку температура в сосуде жидкой части поднималась до 80°С, продукт перемешивали в течение 30 минут при 60°С-70°С, после чего отключали установку, охлаждали реакционную массу и переливали в тару. Получили 6875,87 г смеси фосфорного эфира этоксилированного на три звена эрукового спирта.
Получаемые фосфорные эфиры жирных кислот можно применять в качестве гидротропа, смачивателя, диспергатора и обезжиривателя (например, известно такое применение из документов RU 2006135546, RU 2402557, RU 2646611).
Таким образом, время получения фосфорных эфиров сокращается до получаса, а энергия для подогрева реакционной массы не требуется, что удешевляет себестоимость производства.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ СИНТЕЗА ФОСФОРИЛИРОВАННОГО МОНОАЛКИЛФЕНОЛА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ ГИДРОТРОПА | 2017 |
|
RU2646611C1 |
| Способ получения поверхностно-активных веществ | 1982 |
|
SU1122664A1 |
| Способ получения смеси моно- и диалкилфосфатов щелочных металлов | 1979 |
|
SU943242A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3,3-ДИАЛКИЛ-7-АРИЛ-1,2,4,5,7-ТЕТРАОКСАЗОКАНОВ | 2017 |
|
RU2664647C1 |
| Способ получения поверхностно-активных эфиров фосфорных кислот | 1982 |
|
SU1047907A1 |
| КОМПОЗИЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СВЯЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ, ВКЛЮЧАЮЩАЯ СОПОЛИМЕР | 2015 |
|
RU2701654C2 |
| Стабилизированный состав | 1989 |
|
SU1826989A3 |
| Способ получения физиологически активного гель-полимера | 1977 |
|
SU671305A1 |
| 2,4,4-Триметил-2-триметилсилилэтинил-1,3-диоксан в качестве полупродукта для синтеза 4-триметилсилил-3-бутин-2-она и способ его получения | 1990 |
|
SU1816763A1 |
| Способ получения поверхностно-активного вещества | 1981 |
|
SU979389A1 |
Изобретение относится к способам получения алкилфосфорных эфиров, используемых в качестве гидротропа, смачивателя, диспергатора, ингибитора коррозии и обезжиривателя. Способ включает фосфорилирование оксиэтилированных спиртов, содержащих 1-25 оксиэтилированных звеньев и 6-25 атомов углерода или оксиэтилированного линоленового спирта, содержащего 3 или 5 оксиэтилированных звена, или эрукового спирта со степенью этоксилирования 5ЕО, с применением в качестве фосфорилирующего агента фосфорного ангидрида с массовым соотношением спирта к фосфорному ангидриду от 3:1 до 10:1. Перемешивание компонентов осуществляют с частотой перемешивания 8000 об/мин в течение не более 30 мин с обеспечением поддержания температуры реакции 60-80°С и получают продукты фосфорилирования с содержанием 93-96 мас.% смеси диэфиров и моноэфиров фосфорной кислоты. Техническим результатом изобретения является предоставление упрощенного способа получения целевых продуктов с меньшими временными и энергетическими затратами. 6 пр.
Способ синтеза алкилфосфорных эфиров, включающий фосфорилирование оксиэтилированных спиртов, содержащих 1-25 оксиэтилированных звеньев и 6-25 атомов углерода или оксиэтилированного линоленового спирта, содержащего 3 или 5 оксиэтилированных звена, или эрукового спирта со степенью этоксилирования 5ЕО, с применением в качестве фосфорилирующего агента фосфорного ангидрида, причем массовое соотношение спирта к фосфорному ангидриду составляет от 3:1 до 10:1, при котором осуществляют интенсивное перемешивание компонентов с частотой перемешивания 8000 мин-1 в течение не более 30 мин с обеспечением поддержания температуры экзотермической реакции 60-80°С и получают продукты фосфорилирования с содержанием 93-96 мас.% смеси диэфиров и моноэфиров фосфорной кислоты, имеющих следующие структурные формулы:
1)
где n=1-25, х=5-24;
2) [H3C-CH2-CH=СН-CH2-CH=СН-CH2-CH=СН-(CH2)7-(O-CH2-CH2)3-O-]2P(O)(OH);
H3C-CH2-CH=СН-CH2-CH=СН-CH2-CH=СН-(CH2)7-(O-CH2-CH2)3-O-P(O)(OH)2;
3) [H3C-CH2-CH=СН-CH2-CH=СН-CH2-CH=СН-(CH2)7-(O-CH2-CH2)5-O-]2P(O)(OH);
H3C-CH2-CH=СН-CH2-CH=СН-CH2-CH=СН-(CH2)7-(O-CH2-CH2)5-O-P(O)(OH)2;
4) [H3C-(CH2)7-CH=СН-(CH2)12-(O-CH2-CH2)5-O-]2P(O)(OH);
H3C-(CH2)7-CH=СН-(CH2)12-(O-CH2-CH2)5-O-P(O)(OH)2.
| Н.Ю | |||
| Третьяков и др | |||
| Синтез и изучение свойств алкилфосфатов как поверхностно-активных компонентов щелочно-ПАВ-полимерного состава для повышения нефтеотдачи пласта Известия вузов | |||
| Прикладная химия и биотехнология, том 11, стр | |||
| Раздвижной паровозный золотник со скользящими по его скалке поршнями и упорными для них шайбами | 1922 |
|
SU147A1 |
| Способ получения полисахаридов, обладающих слабительным действием | 1990 |
|
SU1736502A1 |
| Способ получения поверхностно-активных эфиров фосфорных кислот | 1982 |
|
SU1047907A1 |
| СПОСОБ СИНТЕЗА ФОСФОРИЛИРОВАННОГО МОНОАЛКИЛФЕНОЛА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ ГИДРОТРОПА | 2017 |
|
RU2646611C1 |
| ЭФИРЫ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ СМАЧИВАЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА И ДИСПЕРГАТОРА | 2005 |
|
RU2402557C2 |
| RU | |||
