1-羟基乙烷-1,1-二膦酸(HEDP)制备方法
1-羟基乙烷-1,1-二膦酸(HEDP)制备方法
[db:作者] / 2023-01-06 00:001-羟基乙烷-1,1-二膦酸(HEDP)
[结构式]
1-羟基乙烷1,1-二膦酸简称HEDP,是一种多元酸,易溶于水,在水中可离解4个氢离子。
[物化性质] HEDP的纯品为白色晶体粉末,其工业品一般为50%~60%的无色或淡黄色黏稠透明水溶液。纯度为97%~98%时,熔点为196~198℃。25℃时,水中的溶解度为68%,在其他有机溶剂中的溶解度均较低。与其他有机磷酸(盐)一样,HEDP的抗水解性能比无机磷酸(盐)好,在260℃、pH值为11的水中经历12h后,只有5.6%的
HEDP转化为正磷。同样条件下,无机聚磷酸(盐)则大部分水解为正磷。[制备方法] HEDP的制备方法主要有三氯化磷冰醋酸-水法、亚磷酸-乙酸酐法、正磷酸-乙酸酐法、正磷酸-乙酸酐-乙酰氯法。其中三氯化磷-冰醋酸-水法工艺路线短,设备投资少,操作较容易,普遍被国内外厂家所采用。主要反应如下:
将醋酸和水加入反应釜中,然后滴加三氯化磷,控制釜中温度不高于40℃。滴加完毕后缓慢升温。冷凝器投入运行,冷凝器凝液回流入釜,氯化氢进入吸收装置。在釜中温度50~70℃下,控制升温然后升温到120℃左右并保温。最后加水进行水解,并蒸出稀醋酸。
釜中物料40℃以下时出料即得产品。
以亚磷酸、乙酰氯和水为原料合成HEDP的主要反应方程式如下:
合成步骤如下:
(1)向三口烧瓶中加入20.5g亚磷酸和29.5g乙酰氯,将三口烧瓶用铁架台固定于油浴锅中,在电磁搅拌器转速为200r/min,油浴锅温度为40℃的条件下,恒温反应1.5h。然后将油浴锅温度缓慢上升到115℃,在电磁搅拌器转速为250r/min的条件下恒温反应1.5h,生成乙酸酯。
(2)向三口烧瓶中加入25g正丁醇,在115℃条件下加热蒸馏出正丁醇以带走盐酸以及过量的乙酰氯。0.5h后再加入4.5g水,在60℃条件下反应0.5h进行水解,最后得到合成产物HEDP。
这样通过“二步法”合成的HEDP,产物为淡黄色黏稠液体,易溶于水。在反应过程除了有CH3COOH和HCI生成外,无其他副产物生成。CH3COOH在乙酸酯加热水解过程中容易挥发,合成产物中应不含CH3COOH,可能含有少量未蒸馏出的CH3(CH2)3OH。反应过程中蒸出的副产物为重要的工业药品,可以收集利用;蒸出的未反应完的原料CH3COCl可以回收套用。
本研究合成的HEDP投加量为70mg/L,水温为45~50℃,pH=7时,缓蚀率接近90%,投加量为5mg/L时,阻垢率达到90%以上。简化了传统合成方法的工艺路线,避免了大量副反应的发生,具有较高的技术实用性和市场开发价值。
[技术指标]HG/T3537-1999
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