聚乙二醇(4000)磷酸酯合成条件的优化

化学与生物工程2004年第5期聚乙二醇4000膦磷酸酯合成条件的优化王高芳李先红浏榛榛襄樊学院化学与生物科学系湖北襄樊441053)摘要以PO为磷酰化试剂合成了聚乙二4000磷酸酯讨论了原料配比、反应时间、反应温度对反应的影响确定了合成聚乙二醭4000磷酸酯的最佳工艺条件为源料比为2:1反应温度为110℃反应时间为3h酯化率为90%。关键词聚乙二醇4000磷酸酯冱氧化二磷合成中图分类号TQ423.116文献标识码文章编号:1672-54252004)5-0024-0磷酸酯是近年来研究和应用发展较快的一种功能入三口瓶中,控制加料时间,加入适量的催化剂,当优良的新型阴离子表面活性剂随着聚乙二醇P2O3逐渐溶解后升温至反应温度反应一定时间测(PEG原系列产品的开发和应用进一步开发研究聚乙定产物的酯化率及单双酯含量3]醇磷酸酯系列产品具有很大的意义。脂肪醇的磷酰化试剂有P2O、POCl3、PCl3、焦磷2结果与讨论酸等工业上普遍采用的是P2O2作者采用P2O32.1投料方式对酯化率、产品色泽等的影响作为磷酰化试剂考察了影响合成聚乙二醇4000膦磷磷酰化反应为放热反应尤其在反应的引发阶段酸酯的各种因素在此基础上确定了合成聚乙二醇若投料不当往往会造成局部过热P2O3分解而结块,4000膦磷酸酯的最佳工艺条件,为工业化生产奠定了甚至引起PEG的焦化影响反应的进行。通过多次的基础。实验可知最佳投料方式为在高速搅拌条件下(12001实验rmin-1)投料温度60~65℃,每次投入总量的20%这样制得的产品的色泽较好酯化率高。1.1原料与试剂2.2催化剂用量对酯化率的影响聚乙二醇(4000)为化学纯五氧化二磷、氢氧化催化剂在磷酰化反应中有较为重要的作用。按实钠、氯化钙、无水乙醇、95%乙醇、硫酸均为分析纯。验方法物料比PFG4000P2O5=2:摩尔比,同),1.2仪器反应时间3h反应温度为110℃采用浓硫酸为催化GS/2-2电子恒速搅拌器PHS3C型酸度计,DT-剂不同用量的催化剂其实验结果见图1100单盘天平KDM型连续可调控温电热套1.3反应原理P2O+3HO CH CHO)CH-OHHa CH2 CHO)CHO OHa CH,CHO)-O-P-OHHC CH CHO)CH,O OH反应非常复杂产物分别是单酯、双酯、聚磷酸酯及未反应的PEG-4000组成的混合物。001.4实验方法催化剂用量占物料质量的百分比/%在装有搅拌器、温度计的三口瓶中加入聚乙二醇中国煤化工化率的关系4000在一定温度、剧烈搅拌的条件下分批将P2O3加rgCNMHGalysts on yields of ester基金项目湖北省教育厅重点科研项目(2001A69005)收稿日期2004-08作者简介王高1953-)女湖北人高级实验师主要从事基础化学的研究。联系人李先红电话0710-3230873E-mailoxianhong@163.como2004年第5期化学与生物工程从图1可以看出随着催化剂用量的增加酯化率表2正交实验方案及结果提高催化剂用量为物料的0.3%为好Tab 2Orthogonal design chart for test2.3最优化条件的选择正交实验因素实验结果编号影响PE(4000膦磷酸酯酯化率和产品色泽的主ABC单酯/%双酯/%酯化率/%色泽要因素除催化剂和投料方式外还有反应温度、反应时1A1BlC143.936.320.2白色间及原料配比等。在确定了投料方式及催化剂用量的2 Al B2 C2白色基础上选用Ⅰ34洇素水平进行正交实验。通过对3A1BC347.944.392.2白色上述各因素影响产品质量程度的考察,确定PEG4 A2 BI白色4000膦酸酯的最佳合成条件。见表1表25 A2 B2 I浅黄色白色表1正交实验的因素水平7 A3 BI C80.4浅黄色Tab. 1The interested factors and levels白色素37,149.987.0浅黄色APG:P2O(摩尔比)2:11。按此条件进行合成实验结果为单酯率48.3%B反应时间/h双酯率43.3%酯化率91.6%产品色泽白色。C反应温度/℃C110结论对正交实验结果进行数据分析可以看出对酯化3.1通过实验考察三种因素水平对PEx4000)膦磷率影响的因素主次为反应时间)>A原料配比)>酸酯合成的影响对酯化率影响的因素主次为反应时反应温度)即反应时间是影响酯化率的最主要因间>原料配比>反应温度素随着反应时间的增长酯化率上升但上升到一定的程度趋于平衡。以3h为最佳反应时间源料配比对3.2PE(4000膦磷酸酯合成的最佳工艺条件为:应温度110℃反应时间3h原料配比2:1。在此条件下单、双酯的含量影响较大随着PE400015P2O3配合成的PFX40磷酸酯酯化率可达90%。比的增加单酯含量下降双酯含量上升。综合考虑取参考文献2:1为最佳原料配比应温度对酯化率的影响相对[1雷同宝,磷酸酯表面活性剂11精细化工190(1)484最小实验发现低于100℃反应的酯化率非常低而[2]夏纪鼎猊永全.表面活性剂和洗涤剂化学与工艺敩M]北京在110℃反应的酯化率最高故取110℃为最佳反应时中国轻工业出版社1997间。因此合成PEG(4000磷酸酯的最佳条件是:[31王正祥李春喜,烷基盼课氧乙烯醚酸酯表面活性剂的合成A1BC2即反应温度110℃反应时间3h原料配比2及性甑J]山东化工1991(1)23-25Optomization of Synthesizing Conditions of Polyethylene glycol(4000 Ester of PhosphateWANG Gao-fang I Xian-hong IU Zhen-zhenDepartment of Chemistry Biological Science .Xiangfan University . Xiangfan 441053, ChinaAbstract: In this paper the synthesizing conditions of polyethylene glycol( 4000 ester of phosphate was researched with polyethylene glyco 4000 nd phosphorus pentoxideT.1中国煤化工ty of polyethylene glyox 4000 ster of phosphate may reach above 90% at the followingetween PEC 4000 andP2O5 ,110C the temperature 3 hours the heating timeCNMHGKeywords polyethylene glyco 4000 )ster of phosphate phosphorus pentoxide synthesis