一種用于金屬緩蝕的1-辛基膦酸的合成方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及化學品制備技術(shù)領域，更具體地說，涉及一種用于金屬緩蝕的1-辛基膦酸的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬加工潤滑液是指用于金屬及其合金在切削、研磨、沖壓、乳制和拉拔等各種加工過程所使用的潤滑劑，主要包括金屬切削潤滑劑、塑性加工潤滑劑和防銹潤滑油脂等。大多數(shù)的金屬加工潤滑劑有以下作用:控制摩擦，減少磨損；熱量控制；對金屬表面形成良好的緩蝕保護，改善金屬表面質(zhì)量，提高光潔度。1-辛基膦酸因為具有優(yōu)良的緩蝕以及潤滑、極壓性能，可以添加在潤滑劑中。特別是對于有色金屬，有色金屬長時間處在堿性條件下容易變色，使金屬失去原有的光澤，而1-辛基膦酸可用于鋁、鎂、鋅等金屬的加工潤滑液中，用作抗腐蝕劑，可防止金屬變色；因此，對于1-辛基膦酸的研究對目前有色金屬加工潤滑的發(fā)展具有重要意義。
[0003]經(jīng)過實驗研究發(fā)現(xiàn)，1-辛基膦酸對金屬緩蝕效果較好，性能優(yōu)異，但現(xiàn)有技術(shù)中難以查詢到相關的制備技術(shù)，致使1-辛基膦酸在加工潤滑液中作為金屬緩蝕劑還沒有得到大規(guī)模推廣應用。
[0004]中國專利申請?zhí)?201410577208.X，申請日:2014年10月27日，該申請案公開了一種催化合成異辛基膦酸二異辛酯的方法，膦酸二異辛酯與乙醇鈉反應得到膦酸二異辛酯鈉，膦酸二異辛酯鈉再與氯代異辛烷在碘的堿金屬鹽催化下，在150?160°C反應2?4h，然后皂化、分液、蒸餾得到目標產(chǎn)物異辛基膦酸二異辛酯。該方案對異辛基膦酸二異辛酯的制備做了說明，但無法從中了解如何制備辛基膦酸，無法滿足對有色金屬潤滑劑制備的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中缺少有效制備高收得率1-辛基膦酸的不足，提供了一種用于金屬緩蝕的1-辛基膦酸的合成方法，本發(fā)明的技術(shù)方案，以1-溴辛烷和亞磷酸三乙酯為原料制備1-辛基膦酸，反應條件溫和，反應過程易于控制，產(chǎn)品收得率高，而且反應物可在反應后回收利用，不會造成環(huán)境污染和原料浪費。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]本發(fā)明的一種用于金屬緩蝕的1-辛基膦酸的合成方法，包括以下步驟:
[0010](I)室溫下將1-溴辛烷與催化劑按比例攪拌混合，再升溫至70?90°C，然后將亞磷酸三乙酯滴加進反應體系，反應放熱，控制溫度在70?120°C，滴加時間為2?3h ;滴加完成后，將體系溫度升至130?160°C，保溫2?4h繼續(xù)進行反應；
[0011](2)步驟(I)反應結(jié)束后，將體系降溫至60?80°C，向反應器中滴加溴化氫水溶液，滴加時間為0.5?Ih ;然后升溫至回流，保持2?4h進行反應；
[0012](3)待步驟(2)反應結(jié)束后，先在常壓下將反應體系中的溴化氫水溶液蒸出，再抽真空將反應中過量的1-溴辛烷蒸出；
[0013](4)蒸餾結(jié)束后，降至室溫，將正己烷與水按比例投入反應器中，萃取分液；將下層水相分離，上層油相在常壓、70?85°C下蒸出正己烷，即制得1-辛基膦酸。
[0014]作為本發(fā)明更進一步的改進，步驟(I)中1-溴辛烷與亞磷酸三乙酯的摩爾比為
1.2:1 ?2.5:1 ο
[0015]作為本發(fā)明更進一步的改進，所述催化劑為A1C13、FeCl3中的一種或兩種。
[0016]作為本發(fā)明更進一步的改進，所述催化劑用量為1-溴辛烷和亞酸三乙酯質(zhì)量之和的0.5%?2.0%。
[0017]作為本發(fā)明更進一步的改進，步驟(2)中溴化氫水溶液的濃度為35%?42%，溴化氫與亞磷酸三乙酯的摩爾比為2.0:1?2.5:1。
[0018]作為本發(fā)明更進一步的改進，步驟(3)中在105?120°C條件下餾分溴化氫水溶液；在90?100°C、真空度2.5?4.5kPa條件下蒸出反應體系中過量的1_溴辛烷。
[0019]作為本發(fā)明更進一步的改進，步驟(3)的萃取中正己烷與水的體積比為5:1?6:1。
[0020]3.有益效果
[0021]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0022](I)本發(fā)明的一種用于金屬緩蝕的1-辛基膦酸的合成方法，反應原料成本低、易取得，而且反應后能夠回收再利用，既有助于環(huán)境保護，又不會造成浪費；
[0023](2)本發(fā)明的一種用于金屬緩蝕的1-辛基膦酸的合成方法，使用路易斯酸催化反應，然后在酸性條件下水解制備1-辛基膦酸，該合成方法的工藝簡單，反應條件溫和，經(jīng)后期取樣檢測發(fā)現(xiàn)1-辛基膦酸的收得率及色譜純度均很高。
【具體實施方式】
[0024]為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細描述。
[0025]實施例1
[0026]室溫下將1.2mol 1-溴辛烷投入至100ml燒瓶中，加入2.0g三氯化鐵，攪拌均勻，再升溫至75°C，滴加1.0mol亞磷酸三乙酯，反應放熱，溫度控制在75?110°C之間，
2.0h滴加完成。滴加結(jié)束之后，升溫至150°C，保溫2h繼續(xù)進行反應。反應結(jié)束后，降溫至700C，將405.0g濃度為40%的溴化氫水溶液滴加進反應體系，30min滴加完。滴加完成后，升溫至回流狀態(tài)下保持2h繼續(xù)進行反應。反應結(jié)束后，先在常壓下115°C將溴化氫水溶液蒸出，回收這些溴化氫水溶液；在真空度2.92kPa，93°C條件下，蒸出1_溴辛烷；然后降至室溫，將體積比為5:1的正己烷與水的混合溶液倒入反應器中，攪拌后全部倒入分液漏斗，萃取分液；將下層水相液體回收，上層油相再轉(zhuǎn)移至燒瓶中，在常壓、70°C下將正己烷蒸出，回收這些正己烷，即得到1-辛基膦酸；該反應的產(chǎn)率為90.9%;取樣分析，產(chǎn)品的色譜純度為97.
[0027]實施例2
[0028]室溫下將1.2moll-溴辛烷投入至100ml燒瓶中，加入3.60g三氯化鐵，攪拌均勻，再升溫至75°C，滴加1.0mol亞磷酸三乙酯，反應放熱，溫度控制在75?115°C之間，2.5h滴加完成。滴加結(jié)束之后，升溫至160°C，保溫3h繼續(xù)進行反應。反應結(jié)束后，降溫至70°C，將405.0g濃度為40%的溴化氫水溶液滴加進反應體系，50min滴加完。滴加完成后，升溫至回流狀態(tài)下，保持3h進行反應。反應結(jié)束后，先在常壓下115°C將溴化氫水溶液蒸出，回收這些溴化氫水溶液；在真空度4.5kPa，100°C條件下蒸出1-溴辛烷；然后降至室溫，將體積比為5.5:1的正己烷與水的混合溶液倒入反應器中，攪拌后全部倒入分液漏斗，萃取分液；將下層水相液體回收，上層油相再轉(zhuǎn)移至燒瓶中，在常壓、80°C下將正己烷蒸出，回收這些正己烷，即得到1-辛基膦酸；該反應的產(chǎn)率為91.7%;取樣分析，產(chǎn)品的色譜純度為 97.4%。
[0029]實施例3
[0030]室溫下將1.2mol 1-溴辛烷投入至100ml燒瓶，加入7.20g三氯化鐵，攪拌均勻，再升溫至80°C，滴加l.0mol亞磷酸三乙酯，溫度控制在80?110°C之間，3.0h滴加完成。滴加結(jié)束后，升溫至150°C，保溫4h繼續(xù)進行反應。反應結(jié)束后，