Trifenilfosfatas CAS 115-86-6

Trifenilfosfatas(TPP) pramoniniu būdu gaminamas naudojant fenolį ir fosforo oksichloridą (POCl3) kaip pagrindines žaliavas, vykstant fosforilo nukleofilinės pakaitos reakcijai. Šis maršrutas sudaro daugiau nei 95 % visų gamybos pajėgumų ir yra pagrindinis procesas. Reakcijos lygtis yra tokia: 3 C6H5OH + POCl3=(C6H5O)3PO + 3 HCl

Procesas skirstomas į du variantus: homogeninio šarminio-katalizuojamo metodo ir tirpiklio-belydymosi metodą. Abu yra tinkami didelio masto nepertraukiamai gamybai, naudojant lengvai prieinamas žaliavas, trumpą proceso eigą, vieną šalutinį-produktą ir mažiausią bendrą gamybos kainą.

Nereikia jokių papildomų organinių tirpiklių, todėl darbo eiga supaprastinta. Fenolis įpilamas į slėgiui{1}}atsparų reaktorių, kuriame yra maišymo, kondensacijos ir neigiamo slėgio{2}} rūgšties šalinimo įrenginiai, tada kaitinamas iki 45–50 laipsnių, kad visiškai ištirptų.

POCl3 lėtai lašinamas, griežtai kontroliuojant 20–30 laipsnių temperatūrą, visą maitinimo trukmę 4,5–5,5 valandos. Reakcijos metu išsiskiria intensyvi šiluma; aukštesnėje nei 35 laipsnių temperatūroje lengvai susidaro mono- ir difenilfosfato- šalutiniai produktai, todėl sumažėja produkto grynumas ir išeiga. Fenolio ir POCl3 molinis santykis palaikomas 3,05–3,1:1.

Nedidelis fenolio perteklius užtikrina visišką POCl3 konversiją ir sumažina liekamąsias rūgštines fosforo priemaišas. Po lašelių įpylimo mišinys maišomas pastovioje temperatūroje 1 valandą, po to palaipsniui kaitinama gradientu, kad būtų pašalintas vandenilio chloridas: pirmiausia kaitinamas iki 120 laipsnių atmosferos slėgyje, kad būtų pašalinta laisva HCl.

Tada taikomas neigiamas 600–680 mmHg slėgis, temperatūra palaipsniui keliama iki 160 laipsnių ir palaikoma 2–2,5 valandos giliam rūgštingumui pašalinti, kol žalio esterio rūgšties kiekis nukrenta žemiau 6 mgKOH/g. Tai apsaugo nuo per didelio rūgštingumo gatavuose gaminiuose nuo korozijos guminių ir plastikinių pagrindų.

Šis būdas daugiausia naudojamas gaminant rafinuotus aukšto{0}}grynumo laipsnius. Dichlormetanas arba toluenas veikia kaip tirpiklis, o piridinas, natrio hidroksidas arba tetrabutilamonio bromidas (fazės perdavimo katalizatorius) veikia kaip rūgščių šaliklis, sulaikantis vandenilio chloridą.

Fenolis pirmiausia reaguoja su šarmu ir susidaro natrio fenoksidas; POCl3 lašinamas žemoje 0–10 laipsnių temperatūroje. Rūgščių-šarmų neutralizavimas sinchroniškai sunaudoja HCl ir perkelia pusiausvyrą link produkto susidarymo, o didžiausia išeiga yra 92%.

Nedidelė reakcijos temperatūra slopina šalutines reakcijas, todėl idealiai tinka farmaciniams ir elektroniniams -aukšto-grynumo TPP. Tačiau tirpiklio regeneravimo veiksmas padidina energijos sąnaudas ir apriboja masinės-gamybos mastą.

Netiesioginis fosforo trichlorido kelias yra kelių{0}}pakopų sintetinis metodas, apribotas laboratoriniu nedideliu{1}}paruošimu ir retai naudojamas pramoninėje gamyboje.

1 veiksmas: fenolis reaguoja su fosforo trichloridu 40 laipsnių temperatūroje, sudarydamas trifenilo fosfitą su išsiskyrusiu HCl.

2 veiksmas: sistema pašildoma iki 70 laipsnių ir įvedamas chloro dujos, kad oksiduotų fosforo atomą ir susidaro dichlorintas TPP tarpinis produktas.

3 veiksmas: žemos-temperatūros hidrolizė 80 laipsnių kampu pašalina chloro atomus, kad gautų neapdorotą TPP. Šiam procesui sunaudojamos chloro dujos ir susidaro didelis kiekis druskų-turinčių nuotekų, kurias reikia apdoroti hidrolizės būdu.

Trijų{0}}pakopų darbo eigai reikia didelių kapitalo investicijų į įrangą. Chloro dujos yra labai ėsdinančios, o produkto išeiga siekia tik 82–86%. Jis neturi sąnaudų pranašumo, palyginti su tiesioginiu terminiu metodu, ir naudojamas tik nišiniams tyrimams, pvz., specialiai paženklintų darinių sintezei.

Neapdorotame esteryje po rūgštingumo pašalinimo yra priemaišų, įskaitant laisvą fenolį, mono-/difenilo fosfatą ir neorganines druskas, todėl jas reikia valyti keliais etapais.

Likę rūgštūs komponentai neutralizuojami silpnu šarminiu natrio karbonatu, o neutralizavimo metu susidaręs vanduo pašalinamas 150 laipsnių temperatūroje esant neigiamam slėgiui.

Mišinys tiekiamas į vakuuminį rektifikavimo įrenginį, kurio vakuumas palaikomas 1,47 kPa; 243–245 laipsnių temperatūroje surinkta distiliato frakcija atskiria žemai -verdančią fenolį ir aukštai -verdančias polimerines priemaišas.

Rektifikuotas distiliatas atvėsta ir sukietėja iki baltų smailių kristalų. Itin -aukšto- grynumo produktų atveju perkristalizavus naudojant etanolio-petrolio eterio mišinį, pašalinami spalvoti teršalai. Gatavo produkto stabili lydymosi temperatūra yra 48,4–49 laipsniai, o grynumas viršija 99,5 %, atitinkantis aukštus -ugnį sulaikančių plastikų ir izoliacinių dangų naudojimo standartus.

Pagrindiniai tiesioginio terminio proceso privalumai

Mažas trijų{0}}atliekų susidarymas, trumpas reakcijos ciklas, geras suderinamumas su nuolatine gamyba. Šalutinis produktas vandenilio chloridas gali būti plaunamas vandeniu, kad susidarytų perdirbama druskos rūgštis, taip išnaudojant daug išteklių.

Trūkumai

Reikalingas griežtas žemos{0}}temperatūros reguliavimas; netinkamai valdant temperatūrą lengvai susidaro mažai -esterio-produktų.

Netiesioginis šaltas procesas veikia esant švelnios reakcijos sąlygoms, tačiau jį patiria ilga darbo eiga, didelis pavojingų cheminių medžiagų suvartojimas ir nereikšminga masinės{0}}produkcijos vertė.

Dabartinis pramonės optimizavimas orientuotas į sudėtinius Lewis rūgšties katalizatorius, siekiant sumažinti reakcijos temperatūrą ir sutrumpinti padavimo laiką. Palaikant uždaras neigiamo{1}}slėgio rūgščių šalinimo sistemas, sumažinamas nepastovus HCl išmetimas, o sintetinės technologijos tobulinamos ekologiškesnės ir mažiau{2}}anglies išmetimo link.