CN104804039A - 有机磷系阻燃剂代谢物的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机磷系阻燃剂代谢物的合成方法。本发通过改进合成路线，大大提高了产物的纯度；并且本发明中所涉及各反应原料：三氯氧氯、三乙胺、ROH等便宜易得，且各中间体化合物的合成原理简单，反应条件可控，产率稳定，产物纯度高。

Description

有机磷系阻燃剂代谢物的合成方法

技术领域

本发明涉及一种有机磷系阻燃剂代谢物的合成方法。包括合成磷酸三(丁氧基乙基)酯(TBEP)的代谢产物磷酸二(丁氧基乙基)酯(DBEP)；三氯乙基磷酸酯(TCEP )的代谢产物二氯乙基磷酸酯(BCEP)；磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)的代谢产物磷酸二(1-氯-2-丙基)酯(BCPP)；磷酸三苯酯(TPhP)代谢产物磷酸二苯酯（DPhP）；磷酸三甲苯酯(TCP)的代谢产物磷酸二甲苯酯(DCP)等。

背景技术

由于多溴联苯醚的生物富集性及其潜在的毒性，目前多溴联苯醚系列阻燃剂在世界范围内逐渐禁用，从而有机磷酸系阻燃剂得到大量应用，使得该阻燃剂广泛存在于环境介质中。2009年Schindler等首次在德国人的尿液样品中检出了有机磷系阻燃剂的代谢物，并确认了代谢产物的结构。进一步研究有机磷系阻燃剂代谢物的生物毒理性，需要大量高纯度的代谢物标准品。目前传统合成这类化合物的方法是将有机磷系阻燃剂直接水解，反应如下：

该反应的缺点是水解程度较难控制，所得产物复杂，分别带有一个、两个和三个羟基，由于这类化合物缺少紫外吸收，使得采用传统柱层析方法较难纯化每一种代谢产物。目前市场上在售的有机磷系阻燃剂代谢产物标样均通过HPLC方法制备，因此，通过该合成方法较难大量制备得到有机磷系阻燃剂代谢产物。

发明内容

本发明的目的在于克服现有合成方法中纯化的困难，提供一种新的有机磷系阻燃剂代谢物的合成方法，该方法能较大量的合成得到纯化的目标化合物。

为达到上述目的，本发明采用如下反应机理：

根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：

一种有机磷系阻燃剂代谢物的合成方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.    将三氯氧磷溶于到二氯甲烷中，在-60~0 ℃温度下滴加入三乙胺与ROH；在室温下搅拌反应30～150min，除去二氯甲烷，得到化合物2，其结构式为：，所述的ROH为乙二醇丁醚、2-氯乙醇、1-氯-2-丙醇、苯酚、对甲酚或间甲酚；所述的三氯氧磷:三乙胺：ROH的摩尔比范围保持在1：2：2～1.5：2：2；

b.    将步骤a所得化合物2溶于四氢呋喃中，保持在-10 ⁰C～10 ⁰C，在1 mol/L NaOH的水溶液中进行水解反应，搅拌反应40～150min,调节pH值至1～4；用乙酸乙酯萃取，去除有机溶剂，分离纯化，得到有机磷系阻燃剂代谢物，其结构式： 。

磷酸二(丁氧基乙基)酯（DBEP）的核磁共振氢谱¹H NMR (CDCl₃,500MHz), δ 0.892-0.921 (t, J=14.5Hz, 6H), 1.318-1.393 (m, J=37.5Hz, 4H), 1.535-1.578 (m, J=21.5Hz, 4H), 3.458-3.489 (td, J ₁ =2Hz, J ₂ =2.5Hz, J ₃ =2Hz, 4H), 3.608-3.644 (m, J=18Hz, 4H), 4.134-4.217 (td, J ₁ =2Hz, J ₂ =3Hz, J ₃ =4.5Hz, 4H), 10.98 (s, 1H).

二氯乙基磷酸酯（BCEP）的核磁共振氢谱¹H NMR (CDCl_3 , 500MHz), δ 3.730-3.750 (t, J ₁ =5Hz, J ₂ =5Hz,4H), 4.295-4.306 (d, J=32.5Hz, 4H), 10.086 (s, 1H).

磷酸二(1-氯-2-丙基)酯（BCPP）的核磁共振氢谱¹H NMR (CDCl₃, 500MHz), δ 1.18 (s, 6H) 3.59 (d, J=6Hz, 4H), 3.71 (s, 2H),9.97 (s, 1H).

磷酸二苯酯（DPhP）的核磁共振氢谱¹H NMR (CDCl_3 , 500MHz), δ 7.155-7.184 (t, J ₁ =7.5Hz, J ₂ =7Hz,6H), 7.279-7.31 (t, J ₁ =7.5Hz, J ₂ =8Hz, 4H), 9.764 (s, 1H).

磷酸间二甲苯酯DmCP的核磁共振氢谱¹H NMR (CDCl_3 , 500MHz), δ 2.281 (s, 6H), 6.964 (s, 6H), 7.145 (s,2H), 10.04 (s,1H).

磷酸对二甲苯酯DpCP的核磁共振氢谱¹H NMR (CDCl_3 , 500MHz), δ 2.3 (s, 6H), 7.025-7.082 (m, 8H), 9.79 (s,1H)。

本发明所述的有机磷系阻燃剂代谢物制备方法，与现有方法相比，具有以下优点：

1. 生产成本低。与已有方法相比，本发明所利用的合成原料价格较为低廉。

2. 易于纯化。原有合成方法产物复杂，纯化难度大。利用本发明所述方法，通过当量比控制取代分子的个数，其产物纯度较高，纯化容易。

3. 产率高。经实验研究，产物的产率高达80 %以上。

4. 实验操作简便。已有方法得到副产物比较多，利用HPLC进行纯化，后处理方法操作较为复杂，且制备量小。利用本发明所述方法，操作都较为简便，纯化只需要采用常规柱层析方法纯化即可。

具体实施方式

具体步骤如下：

（1）在250ml的三口烧瓶中加入(1.53 g，10 mmol)三氯氧磷加入到二氯甲烷(100 ml)并置于-60~0 ℃的低温仪中；将三乙胺(2.02g g，20 mmol)与化合物(1)(10 mmol)溶于二氯甲烷(30 ml)中。用恒压漏斗缓慢滴加到三口烧瓶中；滴加完后在室温下搅拌30~150 min，待反应完全后，减压旋蒸以除去二氯甲烷，得到化合物(2)。

（2）将上述产物溶于四氢呋喃(10ml)；置于-10~10 ℃的体系中，并逐渐滴加1 mol/L氢氧化钠水溶液10ml，滴加结束后该体系下剧烈搅拌30 min，反应结束后，加入盐酸调pH值至酸性，然后用乙酸乙酯萃取，将水层用乙酸乙酯洗涤三次。待结束后，将有机层旋蒸，色谱柱纯化，以得较纯净的有机磷系阻燃剂代谢物。

Claims (1)

1.一种有机磷系阻燃剂代谢物的合成方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.    将三氯氧磷溶于到二氯甲烷中，在-60~0 ℃温度下滴加入三乙胺与ROH；在室温下搅拌反应30～150min，除去二氯甲烷，得到化合物2，其结构式为：                                                ，所述的ROH为乙二醇丁醚、2-氯乙醇、1-氯-2-丙醇、苯酚、对甲酚或间甲酚；所述的三氯氧磷:三乙胺：ROH的摩尔比范围保持在1：2：2～1.5：2：2；

b.    将步骤a所得化合物2溶于四氢呋喃中，保持在-10 ⁰C～10 ⁰C，在1 mol/L NaOH的水溶液中进行水解反应，搅拌反应40～150min,调节pH值至1～4；用乙酸乙酯萃取，去除有机溶剂，分离纯化，得到有机磷系阻燃剂代谢物，其结构式： 。