Trifenil fosfat CAS 115-86-6

trifenil fosfat(TPP) se industrijsko proizvaja z uporabo fenola in fosforjevega oksiklorida (POCl₃) kot osnovnih surovin s fosforilno nukleofilno substitucijsko reakcijo. Ta pot predstavlja več kot 95 % celotne proizvodne zmogljivosti in predstavlja glavni proces. Reakcijska enačba je: 3 C6H5OH + POCl3=(C6H5O)3PO + 3 HCl

Postopek je razdeljen na dve različici: homogeno alkalno-katalizirano metodo in-talitveno metodo brez topil. Oba sta primerna za neprekinjeno-proizvodnjo velikega obsega, vključujeta lahko dostopne surovine, kratek procesni tok, en-stranski proizvod in najnižje celovite proizvodne stroške.

Dodatna organska topila niso potrebna, kar zagotavlja poenostavljen potek dela. Fenol se napolni v-tlačno odporen reaktor, opremljen z enotami za mešanje, kondenzacijo in-odstranjevanje kisline pod negativnim{2}}tlakom, nato se segreje na 45–50 stopinj za popolno taljenje.

POCl3 se počasi dodaja po kapljicah pod strogim nadzorom temperature 20–30 stopinj v skupnem trajanju hranjenja 4,5–5,5 ur. Reakcija sprošča močno toploto; temperature, ki presegajo 35 stopinj, zlahka ustvarijo mono- in difenil fosfatne stranske-produkte, kar zmanjša čistost in izkoristek produkta. Molsko razmerje med fenolom in POCl3 se vzdržuje pri 3,05–3,1:1.

Rahel presežek fenola zagotavlja popolno pretvorbo POCl3 in zmanjša preostale kisle fosforne nečistoče. Po dodajanju po kapljicah zmes mešamo pri konstantni temperaturi 1 uro, čemur sledi stopenjsko gradientno segrevanje, da se odstrani vodikov klorid: najprej segrejemo na 120 stopinj pod atmosferskim tlakom, da odstranimo prosti HCl.

Nato se uporabi podtlak 600–680 mmHg, temperatura pa se postopoma dvigne na 160 stopinj in se vzdržuje 2–2,5 ure za globok razkisanje, dokler kislinsko število surovega estra ne pade pod 6 mgKOH/g. To preprečuje, da bi čezmerna kislost v končnih izdelkih razjedala spodnje gumijaste in plastične podlage.

Ta način se uporablja predvsem za proizvodnjo rafiniranih visoko{0}}stopenj čistosti. Diklorometan ali toluen služita kot topilo, medtem ko piridin, natrijev hidroksid ali tetrabutilamonijev bromid (katalizator faznega prenosa) deluje kot lovilec kisline, ki ujame klorovodik.

Fenol najprej reagira z alkalijami, da nastane natrijev fenoksid; POCl3 dodajamo po kapljicah pri nizki temperaturi 0–10 stopinj. Kislinsko{4}}nevtralizacija hkratno porablja HCl in premakne ravnovesje v smeri tvorbe produkta z največjim izkoristkom 92 %.

Blaga reakcijska temperatura zavira stranske reakcije, zaradi česar je idealen za farmacevtske in elektronske -razrede visoke-TPP. Vendar korak rekuperacije topila poveča porabo energije in omejuje obseg-masovne proizvodnje.

Posredna pot fosforjevega triklorida je več{0}}stopenjska sintetična metoda, omejena na laboratorijsko pripravo v majhnem- obsegu in se redko uporablja v industrijski proizvodnji.

Korak 1: Fenol reagira s fosforjevim trikloridom pri 40 stopinjah, da nastane trifenil fosfit s sproščenim HCl.

2. korak: Sistem se segreje na 70 stopinj in uvede se plin klor za oksidacijo fosforjevega atoma, pri čemer nastane dikloriran intermediat TPP.

3. korak: Nizko{1}}temperaturna hidroliza pri 80 stopinjah odstrani atome klora, da nastane surov TPP. Ta postopek porabi plin klor in ustvari velike količine odpadne vode, ki-vsebuje sol in zahteva hidrolizno obdelavo.

Tri{0}}stopenjski potek dela zahteva visoke kapitalske naložbe v opremo. Plinski klor je zelo jedek, izkoristek produkta pa doseže le 82 %–86%. Nima stroškovne prednosti pred neposredno termično metodo in se uporablja samo za nišne raziskovalne scenarije, kot je sinteza posebej označenih derivatov.

Surovi ester po razkisu vsebuje nečistoče, vključno s prostim fenolom, mono/difenil fosfatom in anorganskimi solmi, ki zahtevajo več-stopenjsko čiščenje.

Preostale kisle komponente se nevtralizirajo s šibkim alkalnim natrijevim karbonatom, voda, ki nastane pri nevtralizaciji, pa se odstrani pri 150 stopinjah pod negativnim tlakom.

Zmes se dovaja v vakuumsko rektifikacijsko enoto z vakuumom, ki se vzdržuje pri 1,47 kPa; frakcija destilata, zbrana pri 243–245 stopinjah, loči polimerne nečistoče z nizkim{3}}vreliščem in visokim-vreliščem.

Rektificirani destilat se ohladi in strdi v bele iglaste kristale. Pri izdelkih ultra-visoke-čistosti rekristalizacija z uporabo topila v mešanici etanola-petroletra odstrani sledove obarvanih kontaminantov. Končni izdelek ima stabilno tališče 48,4–49 stopinj in čistost nad 99,5 %, kar izpolnjuje visoke-standarde uporabe za-ognjevarne plastike in izolacijske premaze.

Glavne prednosti neposrednega termičnega postopka

Majhno nastajanje tri{0}}odpadkov, kratek reakcijski cikel, močna združljivost z neprekinjeno proizvodnjo. Stranski produkt vodikov klorovodik se lahko spere z vodo, da se proizvede klorovodikova kislina, ki jo je mogoče reciklirati, s čimer se doseže visoka izraba virov.

Slabosti

Potreben je strog-nizkotemperaturni nadzor temperature; neustrezno upravljanje temperature zlahka proizvede nizko{1}}estrske stranske-produkte.

Posredni hladni postopek poteka v pogojih blage reakcije, vendar trpi zaradi dolgotrajnih delovnih tokov, velike porabe nevarnih kemikalij in zanemarljive množične-vrednosti proizvodnje.

Trenutna optimizacija industrije se osredotoča na kompozitne katalizatorje Lewisove kisline za znižanje reakcijske temperature in skrajšanje časa dovajanja. Podpiranje zaprtih negativnih{1}}tlačnih sistemov za odstranjevanje kisline zmanjšuje ubežne emisije HCl, nadgrajuje sintetično tehnologijo v smeri bolj okolju prijaznega in nizko{2}}ogljičnega