Файл: Андрианов К.А. Технология элементоорганических мономеров и полимеров учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 194
Скачиваний: 6
340 |
Гл. |
19. |
Фосфор органические |
соединения |
|
а-Нафтиловый |
эфир |
пирокатехинфосфористой |
кислоты предста |
||
вляет |
собой белое |
кристаллическое |
вещество |
(т. пл. 86—87 °С), |
хорошо растворимое в хлороформе, дихлорэтане, бензоле и диэтило-
вом эфире |
и легко гидролизуемое водой. Он может |
быть |
применен |
|||||||||||||||
в |
качестве |
неокрашивающего стабилизатора для многих |
полимеров, |
|||||||||||||||
в |
частности полиолефинов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Аналогично а-нафтиловому эфиру |
могут быть получены |
ß-нафти- |
|||||||||||||||
ловый эфир, фениловый эфир и ряд других ароматических |
эфиров |
|||||||||||||||||
пирокатехинфосфористой кислоты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
При получении же некоторых |
алкилариловых эфиров, |
например |
|||||||||||||||
4-метил-2,6-ди-трег?г-бутилфенилового эфира |
пирокатехинфосфори |
|||||||||||||||||
стой |
кислоты |
|
|
СіЩ-трет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
О |
|
СіН9-трет |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
/?\/ |
\ |
РС1 + |
|
„ |
,. |
|
//\/ |
\ |
|
|
|
|
|
||||
|
' |
" |
|
H O - < f |
Х > - С Н 3 |
- H C l |
I I |
P - 0 - < ^ ^ J * > - C H 3 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
О |
|
|
CiHg-mpem |
|
|
|
О |
|
GiHs-mpem |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
этерификацию |
можно |
осуществлять в |
инертном растворителе (бен- |
|||||||||||||||
золе) |
в |
присутствии |
акцептора |
хлористого |
водорода — пиридина, |
|||||||||||||
|
Алкил- |
Пиридин |
|
|
|
|
что |
позволяет |
значительно |
сни |
||||||||
|
|
Пирокатехин- |
|
зить |
температуру. |
|
|
|
|
|||||||||
|
сренол |
|
Бензол |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
/роарормонохлорид |
|
|
Технологическая |
схема |
про |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
" 5 |
|
|
цесса |
этерификации |
пирокате- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
хинфосформонохлорида 4-метил- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,6-ди-т/>ето-бутилфенолом |
в |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
среде |
растворителя |
приведена |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на рис. 126. В |
стальной эмали |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рованный |
реактор |
6, |
|
снабжен |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ный пропеллерной |
мешалкой и |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обратным холодильником 1, при |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30—40 °С загружают |
|
4-метил- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,6-ди-торет7і-бутилфенол, пири |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Эфир |
дин и бензол. Туда |
же из |
мер |
||||||||
Рис. |
126. |
Схема |
|
производства 4-ме- |
ника 5 при работающей мешалке |
|||||||||||||
|
постепенно подают пирокатехин- |
|||||||||||||||||
тил-2,6-ди-тпрсто-бутилфенилового эфира |
фосформонохлорид. |
|
Выпавший |
|||||||||||||||
пирокатехинфосфористой |
кислоты: |
|
|
|||||||||||||||
1, 9 — холодильники; |
2, 3, 4, 5 — мерники; |
в осадок солянокислый |
пиридин |
|||||||||||||||
6 — реактор; |
7 — нутч-фильтр; S — вакуум- |
отфильтровывают |
на |
|
нутч- |
|||||||||||||
отгонный |
куб; 10 — приемники. |
|
|
|||||||||||||||
|
фильтре |
7, а |
раствор |
подвер |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
в кубе 8. |
|
||||||||||
гают вакуум-разгонке |
Сначала |
отгоняется |
бензол, |
затем |
не вступившие в реакцию продукты и, наконец, целевой продукт — эфир.
4-Метил-2,6-ди-трет-бутилфениловый эфир пирокатехинфосфо ристой кислоты — белое кристаллическое вещество (т. пл. 86—89 °С), хорошо растворимое в органических растворителях и легко гидроли зуемое водой.
Фосфор органические |
соединения |
341 |
Получение органических производных фосфонитрилхлорида
В последнее время органические производные фосфонитрилхлорида
//P R 2
N |
N |
|
I |
II |
R — O A l k , О А г , N H A l k , N H A r и др. |
R 2 P |
P R 2 |
|
\ |
N/ |
|
нашли применение как пластификаторы для различных полимеров, лаков, эластомеров и клеев, добавки к гидравлическим жидкостям и олифам, модификаторы органических и кремнийорганических поли меров, как смазочные масла и пропитывающие составы для придания огнестойкости' пленкам и волокнам из целлюлозных материалов.
Основным сырьем для производства органических фосфонитрилхлоридов является тример фосфонитрилхлорида.
Получение тримера фосфонитрилхлорида. Тример фосфонитрилхлорида синтезируют частичным аммонолизом пятихлористого фосфора хлористым аммо нием:
ЗРСІ5 + ЗГШ4СІ ГІ^НСР [ p N C l 2 ] 3
Эту реакцию катализирует хинолин. Фактически процесс протекает слож |
|
нее — с образованием, наряду с тримером, и маслообразного продукта, |
предста |
вляющего собой смесь высших олигомер-гомологов состава [ P N C l 2 ] n , |
где и > 4 . |
Тетрамер же образуется в незначительном количестве (менее 4%), в |
основном |
в виде примеси к тримеру.
Производство тримера фосфонитрилхлорида состоит из двух основных ста дий: частичного аммонолиза пятихлористого фосфора; разделения, очистки и кристаллизации тримера. Принципиальная технологическая схема процесса приведена на ^эис. 127.
В эмалированный реактор 4, снабженный обратным холодильником 5, мешалкой и рубашкой, из смесителя 3 подают раствор хинолина в хлорбензоле, а через люк загружают в аппарат хлористый аммоний и пятихлористый фосфор. Синтез ведут при 128—130 °С до заметного снижения количества выделяющегося хлористого водорода, который поглощается водой в насадочной колонне 7. После завершения процесса реакционную смесь охлаждают и отфильтровывают на нутч-фильтре 8 для отделения солянокислого хинолина и избытка хлористого аммония. Синтез фосфонитрилхлорида можно вести и в среде тетрахлорэтана; в этом случае процесс осуществляют при 135—140 °С.
Фильтрат из нутч-фильтра поступает в приемник 9, а оттуда в обогреваемый паром куб 10 для отгонки хлорбензола в вакууме (хлорбензол возвращают на синтез). Охлажденный маслянистый остаток из куба поступает на нутч-фильтр 13 и там разделяется на кристаллы (тример фосфонитрилхлорида-сырец) и масля нистую жидкость (олигомеры фосфонитрилхлорида). Кристаллы тримера из нутч-фильтра подают в сборник 14 (туда же дают петролейный эфир, в котором маслянистые олигомеры не растворяются). Образовавшуюся в сборнике эмуль сию подают в экстрактор 16. В этом аппарате поддерживают температуру, рав ную т. кип. петролейного эфира.
Полученный насыщенный раствор фильтруют на фильтр-прессе 18, обогре ваемом паром во избежание выпадания кристаллов. Оставшуюся на фильтрующей
342 |
Гл. 19. Фосфорорганические |
соединения |
|
|
ткани |
маслянистую |
жидкость собирают и присоединяют |
к продукту в сбор |
|
нике |
15, а горячий |
отфильтрованный раствор |
кристаллов |
поступает в куб 19 |
для частичной отгонки петролейного эфира и получения пересыщенного раствора, который в горячем состоянии переводят из куба в кристаллизатор 22.
Хинолин Хлорбензол
Рис. 127. Схема производства тримера фосфонитрилхлорида:
1,2 |
— |
м е р н и к и ; |
з •— с м е с и т е л ь ; 4 — р е а к т о р ; 5, 11, 17, 20 |
— |
х о л о д и л ь н и к и ; |
в — с е п а р а т о р ; , |
||||
7 — |
н а с а д о ч н а я |
к о л о н н а ; 8, із — |
н у т ч - ф и л ь т р ы ; |
9, 12, 21 |
— |
п р и е м н и к и ; |
ю, |
19 |
— о т г о н н ы е |
|
к у б ы ; |
14, 15 — |
с б о р н и к и ; 16 — |
э к с т р а к т о р ; |
18 — ф и л ь т р - п р е с с ; 22 |
— |
к р и |
с т а л л и з а т о р ; |
23 — ц е н т р и ф у г а .
Кристаллизатор охлаждают рассолом (—15 °С) с целью кристаллизации три мера фосфонитрилхлорида; при этом смесь некоторое время выдерживают для роста кристаллов и их полного выпадания. Кристаллы отделяют затем на центрифуге 23, а маточный раствор возвращают в куб 19. Полученные кристаллы
тримера фосфонитрилхлорида |
могут быть дополнительно очищены — перекри |
||
сталлизацией из свежего петролейного эфира |
или вакуумной |
дистилляцией |
|
при 127 °С и остаточном давлении 13 мм рт. |
ст. |
|
|
Тример фосфонитрилхлорида, |
содержащий примесь тетрамера, |
представляет |
собой кристаллический продукт (т. пл. 108—114 °С) со слабым запахом. Оказы вает незначительное раздражающее действие на слизистые оболочки. Тример
Фосфорорганические |
соединения |
343 |
и тетрамер можно разделять фракционной вакуумной перегонкой, |
фракционной |
|
кристаллизацией или возгонкой в вакууме. |
|
|
При описанной схеме образуются примерно равные количества тримера и маслообразного продукта. Поскольку маслообразный продукт представляет собой смесь высших олигомер-гомологов фосфонитрилхлорида, его после очистки
можно |
использовать |
для получения |
различных замещенных |
фосфонитрилхло- |
|||||||||||||
рпдов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Олигомеры |
Зшир |
|
|
|
|
Очистку |
маслообразного |
продукта |
|
|
||||||||||||
|
Бензол 1 |
|
|
||||||||||||||
можно |
осуществлять методом |
переосажде- |
|
|
|||||||||||||
\3 |
|
|
|
||||||||||||||
ння |
(рис. |
128). Переосаждение |
ведут в ап |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
парате 1. |
Туда сначала |
загружают |
|
масло |
|
|
|
|
|||||||||
образные |
олигомеры, |
потом |
при |
переме |
|
|
|
|
|||||||||
шивании |
подают |
бензол |
для их |
раство |
|
|
|
|
|||||||||
рения, |
а |
через |
некоторое время — петро- |
|
|
|
|
||||||||||
лейный |
эфир для |
«высаживания». Смесь |
|
|
|
|
|||||||||||
отстаивают в течение 6 ч. |
В нижней |
части |
|
|
|
|
|||||||||||
аппарата |
собираются олигомеры, а в верх |
|
|
|
|
||||||||||||
ней — смесь растворителей и примеси. Оли |
|
|
|
|
|||||||||||||
гомеры |
сливают |
в |
куб |
б, |
где от них отго |
|
|
|
|
||||||||
няют остатки растворителей. При отгонке |
|
|
|
|
|||||||||||||
необходимо |
поддерживать |
|
температуру |
|
|
|
|
||||||||||
80—100 °С, |
чтобы |
избежать |
|
полимериза |
|
|
|
|
|||||||||
ции |
фосфонитрилхлоридов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
рида |
Смесь |
|
олигомеров |
|
фосфонитрилхло |
|
|
|
|
||||||||
— густая |
|
маслянистая |
жидкость |
|
|
|
|
||||||||||
от |
темно-желтого |
|
до |
коричневого |
|
цвета. |
I S |
|
|
|
|||||||
Хорошо |
растворяется |
в |
бензиле, |
|
толу |
|
Олигомеры |
Растворители |
|||||||||
оле, |
ксилоле, |
ацетоне |
и |
некоторых дру |
|
|
|
||||||||||
гих |
органических |
|
растворителях; |
|
нера |
|
|
|
на ректификацию |
||||||||
створима |
в |
воде, |
уксусной |
кислоте |
и пе- |
Рис. 128. |
Схема |
|
очистки оли |
||||||||
тролейном |
эфире. |
|
|
|
|
|
|
|
|
гомеров |
фосфонитрилхлорида: |
Этерификацией фосфонитрилхло ридов спиртами, фенолами и нафтолами можно получить соответственно
различные алкокси-, фенокси- и нафтилоксипроизводные фосфони трилхлорида, а взаимодействием этих производных с аминами или анилином получают различные фосфонитриламины и фосфонитриланилид.
Получение фосфорорганических ядохимикатов
Фосфорорганические ядохимикаты представляют собой эффективные специфические инсектициды и акарициды контактного и системного (внутрирастительного) действия (стр. 385). Таковы, например, 0,0- диметил-(1-окси-2,2,2-трихлорэтил)-фосфонат (хлорофос) *, 0,0-ди- этил-0-(4-нитрофенил)-тиофосфат (тиофос) **, 0,0-диметил-0-2-(этил- тиоэтил)-тиофосфат (метилмеркаптофос) *** и др. Кроме того, некоторые
*Диптерекс (ФРГ); дилокс (США).
**Паратион, Е-605, фолидол (ФРГ); ниран, генитион (США); фосферно (Англия); SNP (Франция).
***Метасистокс, метилдеметон (ФРГ).