1-羥基乙烷-1,1-二膦酸(HEDP)制備方法
1-羥基乙烷-1,1-二膦酸(HEDP)制備方法
[db:作者] / 2023-01-06 00:001-羥基乙烷-1,1-二膦酸(HEDP)
[結構式]
1-羥基乙烷1,1-二膦酸簡稱HEDP,是一種多元酸,易溶于水,在水中可離解4個氫離子。
[物化性質] HEDP的純品為白色晶體粉末,其工業品一般為50%~60%的無色或淡黃色黏稠透明水溶液。純度為97%~98%時,熔點為196~198℃。25℃時,水中的溶解度為68%,在其他有機溶劑中的溶解度均較低。與其他有機磷酸(鹽)一樣,HEDP的抗水解性能比無機磷酸(鹽)好,在260℃、pH值為11的水中經歷12h后,只有5.6%的
HEDP轉化為正磷。同樣條件下,無機聚磷酸(鹽)則大部分水解為正磷。[制備方法] HEDP的制備方法主要有三氯化磷冰醋酸-水法、亞磷酸-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-水法工藝路線短,設備投資少,操作較容易,普遍被國內外廠家所采用。主要反應如下:
將醋酸和水加入反應釜中,然后滴加三氯化磷,控制釜中溫度不高于40℃。滴加完畢后緩慢升溫。冷凝器投入運行,冷凝器凝液回流入釜,氯化氫進入吸收裝置。在釜中溫度50~70℃下,控制升溫然后升溫到120℃左右并保溫。最后加水進行水解,并蒸出稀醋酸。
釜中物料40℃以下時出料即得產品。
以亞磷酸、乙酰氯和水為原料合成HEDP的主要反應方程式如下:
合成步驟如下:
(1)向三口燒瓶中加入20.5g亞磷酸和29.5g乙酰氯,將三口燒瓶用鐵架臺固定于油浴鍋中,在電磁攪拌器轉速為200r/min,油浴鍋溫度為40℃的條件下,恒溫反應1.5h。然后將油浴鍋溫度緩慢上升到115℃,在電磁攪拌器轉速為250r/min的條件下恒溫反應1.5h,生成乙酸酯。
(2)向三口燒瓶中加入25g正丁醇,在115℃條件下加熱蒸餾出正丁醇以帶走鹽酸以及過量的乙酰氯。0.5h后再加入4.5g水,在60℃條件下反應0.5h進行水解,最后得到合成產物HEDP。
這樣通過“二步法”合成的HEDP,產物為淡黃色黏稠液體,易溶于水。在反應過程除了有CH3COOH和HCI生成外,無其他副產物生成。CH3COOH在乙酸酯加熱水解過程中容易揮發,合成產物中應不含CH3COOH,可能含有少量未蒸餾出的CH3(CH2)3OH。反應過程中蒸出的副產物為重要的工業藥品,可以收集利用;蒸出的未反應完的原料CH3COCl可以回收套用。
本研究合成的HEDP投加量為70mg/L,水溫為45~50℃,pH=7時,緩蝕率接近90%,投加量為5mg/L時,阻垢率達到90%以上。簡化了傳統合成方法的工藝路線,避免了大量副反應的發生,具有較高的技術實用性和市場開發價值。
[技術指標]HG/T3537-1999
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