甲基亚磷酸二乙酯的精馏方法
甲基亚磷酸二乙酯是草铵膦生产过程中的重要中间体,该化合物着火点为40℃,对空气和水蒸气均较为敏感,常温下沸点为118℃~120℃。制备该化合物的工业化路线如下:
图1 甲基亚磷酸二乙酯的制备方法
使用甲基溴化镁和氯代亚磷酸二乙酯进行亲核取代反应,最后通过精馏得到甲基亚磷酸二乙酯[1]。由于该化合物易燃、易分解,精馏过程中容易发生着火和爆炸,因而,精馏工艺条件的开发是草铵膦生产过程中亟待解决的难题。
1 实验部分
1.1 试剂及仪器
甲基溴化镁(上海上虞化工);氯代亚磷酸二乙酯(自制,纯度>95%);其余试剂均为国药分析纯试剂。集热式加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器设备有限公司)。
适应度是算法拣选因子的主要依据,需要将约束问题转换为无约束问题,现有约束条件处理方法主要包括抛弃法、修复法及罚函数法[13]。前两种方法在一定程度上会降低群体多样性,且处理高度多约束问题时极易导致进化死锁而经典罚函数法无法有效剔除非可行解。为此,本文提出一种自适应外罚函数,设待优化模型为:
1.2 检测方法
气相色谱:岛津GC2014;色谱柱:毛细管柱se30,柱长50m;程序升温:80℃保留5min程序升温至180℃;升温速率:20℃/min,180℃保留5min;甲基亚磷酸二乙酯R.T.=6.3min。
将上述实验得到的产物进行减压精馏,填料为玻璃弹簧,真空度为5000Pa,回流比为0,精馏塔底温度为90℃,塔顶温度为60℃。考查不同长度的精馏柱对甲基亚磷酸二乙酯纯度的影响,结果见表1。
1.3 甲基亚磷酸二乙酯的制备
上一期的文章里,作者为我们主要介绍了传统金属材质的创新。除了耳熟能详的贵金属材质之外,还有高科技陶瓷在腕表领域的广泛运用。本期内容,作者将为我们带来更多不同材质腕表的详细解读,从表盘麦秸秆、刺绣、羽毛、陨石材质的别出心裁,到机心硅游丝材质的创新独到,真可谓,只有你想不到,没有腕表品牌研发团队做不到的事了。
2 结果与讨论
2.1 不同长度精馏柱对甲基亚磷酸二乙酯纯度的影响
“但曲也清楚,S势必会狗急跳墙。真闹翻了,对谁也没有好处。曲想跟S再过三年,这就是她惟一的目的。于是,双方在权衡之后,各让了一步。”
减压精馏中使用1m长的精馏柱,使用拉西环为填料,真空度为5000Pa,精馏塔底温度为90℃,塔顶温度为60℃。考查不同回流比对甲基亚磷酸二乙酯纯度的影响,结果见表3。
表1 不同长度的精馏柱对甲基亚磷酸二乙酯纯度的影响
精馏柱长/m纯度/%0.5 52 1.0 1.5 71 72
使用1m长的精馏柱进行减压精馏,真空度为5000Pa,回流比为0,精馏塔底温度为90℃,塔顶温度为60℃。考查不同填料介质对甲基亚磷酸二乙酯纯度的影响,结果见表2。
向2L的双层玻璃反应釜中加入干燥的四氢呋喃300mL,三甲苯500mL,氯代亚磷酸二乙酯200g(1.28mol);氮气保护下降温到-20℃,缓慢向其中滴加450mL甲基溴化镁(3M in THF);滴加结束后,缓慢升温至室温,保温1h;反应结束,减压精馏[2]。
2.2 不同填料介质对甲基亚磷酸二乙酯纯度的影响
从表1可以看出,选用0.5m长的精馏柱分离效果较差,1m和1.5m长的精馏柱分离效果类似,优选1m长的填料柱为精馏柱。
表2 减压精馏不同填料介质对甲基亚磷酸二乙酯纯度的影响
填料介质纯度/%拉西环75玻璃弹簧 西塔环71 68
从表2可以看出,使用拉西环精馏,具有相对更高的塔板效率,产品纯度达75%。
2.3 不同回流比对甲基亚磷酸二乙酯纯度的影响
11.在满足全厂总体规划的前提下,对项目建设单位另行委托设计的电厂铁路专用线、厂外道路、港口码头、厂前生活服务设施等项目,应由发电厂总体设计单位对其建设标准、平面布置、铁路、公路路径和主要高程等技术条件的相互衔接,做好统一协调和归口工作。
表3 不同回流比对甲基亚磷酸二乙酯纯度的影响
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表3实验结果表明,通过增加回流比能够有效提高产物的纯度,当回流比达到3∶1时,能够显著提高甲基亚磷酸二乙酯的纯度。
2.4 塔底温度对甲基亚磷酸二乙酯纯度和精馏时间的影响
减压精馏中使用1m长的精馏柱,使用拉西环为填料,回流比为3∶1,真空度为5000Pa,塔顶温度为60℃。考查不同塔底温度对甲基亚磷酸二乙酯纯度和精馏时间的影响,结果见表4。
通过条件筛选,提高塔底温度能够明显缩短精馏时间。综合考虑产品纯度,确定最优条件为塔底温度为100℃。
表4 塔底温度对甲基亚磷酸二乙酯纯度和精馏时间的影响
塔底温度/℃90 100 110产品纯度/%95 94 90精馏时间/h 16 86
3 结论
通过一系列的条件筛选,得到了甲基亚磷酸二乙酯的最优精馏条件:使用1m长的精馏柱,拉西环为填料,回流比为3∶1,真空度为5000Pa,塔底温度为100℃,塔顶温度为60℃。精馏得到的产物纯度达94%,能够满足制备草铵膦的指标要求。
参考文献
[1]Process for the Preparation of Alkylphosphonous Acid Diesters and Di Alkylphosphonous Acid Esters:US:5128495[P].
[2]史鸿鑫,林辉,项菊萍,等.高效除草剂草丁膦中间体的合成[J].江苏化工,2005,33:106-107.□
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