六氯环三磷腈的合成及工艺改进文献综述
2020-06-04 20:26:22
文 献 综 述
六氯环三磷腈是一种重要的单体和中间体,为生产聚磷腈和环磷腈的主要原料。其上的氯原子具有很强的反应性,易于引入不同的取代基团得到性能各异的衍生物,而且六氯环三磷腈具有较高的磷、氮含量,其衍生物具有良好的阻燃性[1,2]。因此,六氯环三磷腈用途广泛,可制成特种橡胶、阻燃电子材料、低温弹性材料、催化剂和侧链液晶等。所以六氯环三磷腈对市场而言是极其重要的,但是目前六氯环三磷腈的高效生产对于我国是一项重大难题,我国虽然有几家小公司小规模生产,但其生产效率低,生产工艺繁琐,因此六氯环三磷腈的高效合成研究任重道远。
1.1六氯环三磷腈的发展历史及物化性质
磷腈氯化物的通式为 (NPCl2)n, 最早是J.vonLiebig在1834年通过氨和五氯化磷反应合成,但产率很低。之后Stokes 以氯化铵和五氯化磷为原料在密封管中加热至 150~200 ℃反应,制备并分离出三聚体到七聚体等多种磷腈环状氯化物, 还有聚合物残渣。 Stokes 还发现三聚体加热到 250 ℃生成橡胶状聚合物,这乃是最早的无机橡胶。 此后几十年,在磷腈化学方面极大地推动了无机聚合物的研究。
美国化学家H.N.Stockes报道了六氯环三磷腈(NPCl2)3,并合成、分离、表征出其同系物(NPCl2)n,n=4~7,Dewar报道了其特殊的化学结构。六元环和苯环有类似的结构,磷、氮键等长,可看作处于同一个平面内,氯原子对称分布于环的上方和下方。由于氯原子具有很强的活性,很容易被各种亲核试剂所取代,得到既具有无机的磷、氮主体,又具有各种有机官能团的磷腈衍生物,是一种非常重要的精细化工中间体。
六氯环三磷腈[3]又名六氯环三磷氮烯或三聚氯化磷腈,是以P、N为骨架的六元环状结构,P、N元素交替排列而成的,其分子式为 Cl6N3P3 或(NPCl2)3,结构式为[4]: