含季戊四醇磷酸酯阻燃剂的合成与表征

采用1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)、三氯氧磷、双酚A和双酚S为反应物,合成了两个新型添加型阻燃剂:双酚A双[二(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环辛烷-4-亚甲基)]磷酸酯(BAPP)和双酚S双[二(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环辛烷-4-亚甲基)]磷酸酯(BSPP),通过元素分析、FT-IR和1H NMR等表征了标题化合物的结构,结果表明,所合成的标题化合物的结构与预期一致。热失重分析结果证明,BAPP和BSPP质量损失5%(wt)时的温度分别为343.6℃和352.3℃,600℃残余量分别达46.6%和55.5%,具有较高的热稳定性和结炭性能。阻燃性能实验证明,E-51环氧树脂中分别添加质量分数为18.2%(wt)的BAPP和BSPP时,极限氧指数分别为32.2%和31.8%,均能达到UL 94 V-0级。     

阻燃剂有机硅酸单环膦酸酯的合成与应用

以笼状亚磷酸酯4-乙基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷和甲基三甲氧基硅烷为原料,合成一种有机硅磷协同效应的阻燃剂,即有机硅酸单环膦酸酯(MSAMP)。探究不同物质的量比、反应温度以及反应时间对产率的影响,得出最佳反应条件:n(笼状亚磷酸酯):n(甲基三甲氧基硅烷)=1:1.2,在反应温度155℃的条件下反应17h,产品得率为87.5%。通过FTIR、~1H-NMR、TG-DTA对产物的结构及性能进行了表征,将产物应用于191不饱和树脂和PBT,通过极限氧指数法来测试其阻燃性能。结果表明,该产物具有较好的热稳定性及良好的阻燃效果。     

含硫笼状磷酸酯阻燃剂的合成与应用

以三羟甲基硫化膦与三氯硫磷作为原料,合成一种阻燃剂含硫笼状磷酸酯,即1,4-二硫代-2,6,7-三氧杂-1,4-二磷杂双环[2. 2. 2]辛烷(DSDPCP)。研究得出最佳制备工艺条件为:三羟甲基氧化膦与三氯硫磷的摩尔比1:1,氮气氛围下,控制在65℃、105℃、140℃三个阶梯温度下分别反应3h、3h、8h,排去氯化氢后调节PH,除去溶剂和缚酸剂,氯仿洗涤后下层粘性液体用0℃冰水快速洗涤、过滤既得产物,最终产物收率为94. 2%。利用FTIR、1H-NMR、热重分析及极限氧指数等技术手段对该产物的结构以及性能进行表征。产物的阻燃性能测试结果表明,产物单独应用于PBT中还是与MPP复配后应用于PBT中都有很好的阻燃效用。     

新型含氯、溴的硅酸酯阻燃剂的合成及性能研究

以三溴苯基环氧丙基醚、四氯化硅及1,3-二氯丙醇为主要原料合成新型含硅、氯、溴三元素的协同高效阻燃剂硅酸三(二氯丙基)三溴苯氧基氯丙基酯。探讨了反应温度、时间及投料比对产率的影响,合适的工艺条件为:三溴苯基环氧丙基醚、四氯化硅及1,3-二氯丙醇的摩尔比为1∶1∶3.5,100℃反应5h,产率达98.0%。用FT-IR、1H NMR表征了产物的结构,并用极限氧指数方法测试了产物的阻燃性能等。     

磷酸酯双三聚氰胺盐阻燃环氧树脂的燃烧性能和阻燃机理

以季戊四醇、三氯氧磷、三聚氰胺为原料合成了[1-氧-4-亚甲基-2,6,7-三氧-1-磷杂双环(2,2,2)辛烷]磷酸酯双三聚氰胺盐阻燃剂,将该阻燃剂加入到环氧树脂中制成阻燃环氧树脂。用TG、SEM、EDS和FT-IR进行表征,并采用极限氧指数法和垂直燃烧法测试材料的燃烧性能,结果表明,极限氧指数和垂直燃烧性能随阻燃剂含量的增加而提高,当阻燃剂含量达到30%时,氧指数达到36,垂直燃烧性能达到V-0级;阻燃剂对材料的成炭量影响不大,但改变了炭层的组成和物理性质,燃烧过程中形成的含有P、O、N的粘性高聚物将炭层连接在一起,起到了隔热、隔氧作用,发挥了凝聚相阻燃作用。此外,阻燃环氧树脂在燃烧过程中有NH3等不燃气体逸出,有效地稀释了气相中的氧气浓度,发挥了气相阻燃作用,对材料的阻燃有协同作用。     

一种新型含溴磷酰胺酯阻燃剂的合成

以三氯氧磷、季戊四醇、氨气等为原料合成了一种未见文献报道的含磷、溴、氮阻燃剂1,3 (2,2 二溴甲基)丙撑 O (2,6,7 三氧杂 1 氧基磷杂双环[2.2.2]辛烷 4 亚甲基)磷酰胺酯,通过元素分析、红外光谱等确定了化合物的结构 通过TG初步探讨了其热稳定性     

双环笼状磷酸酯衍生物的研究III. 双环笼状磷酸酯酰氯与邻氨基酚和邻苯二胺反应的研究及1-氧代-4(2'-苯并 唑基)-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.22]辛烷的晶体结构分析

本文报道双环笼状磷酸酯酰氯(1)与邻氨基酚和邻苯二胺的反应。1.与邻氨基酚在硼酸和三乙胺存在下一锅反应可得关环产的1-氧代-4-(2'-苯并 唑基)-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(2)。改变1和邻苯二胺反应的加料顺序可得单酰化产物1-氧代-4-(-N-邻苯二胺甲酰基)-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(5)和双酰化产物1,1'-氧代-4,4'-(N,N'-邻苯二胺二甲酰基)-双(2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷)(4)。对产物的IR, ^1H, ^3^1P NMR和MS谱进行了研究, 并确定了2的晶体和分子结构。结构分析表明, 笼状结构OP(OCH2)3C中基本上不存在应力, 仍保持C3v的对称性。晶体属单斜晶系, 空间群P21/c, 晶胞参数: a=0.6176(1), b=1.6105(2), c=1.1354(1)nm,β=92.52(1)°, Z=4, 最终偏离因子R=0.056。     

双环笼状磷酸酯衍生物的研究——Ⅲ.双环笼状磷酸酯酰氯与邻氨基酚和邻苯二胺反应的研究及1-氧代-4(2＇-苯并(口恶)唑基)-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2 2]辛烷的晶体结构分析

本文报道双环笼状磷酸酯酰氯(1)与邻氨基酚和邻苯二胺的反应.1与邻氨基酚在硼酸和三乙胺存在下一锅反应可得关环产物1-氧代-4-(2′苯并(口恶)唑基)-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(2).改变1和邻苯二胺反应的加料顺序可得单酰化产物1-氧代-4-(N-邻苯二胺甲酰基)-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(5)和双酰化产物1,1′-氧代-4,4′(N,N′-邻苯二胺二甲酰基)-双-(2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷)(4).对产物的 IR,~1H,~(31)P NMR 和 MS 谱进行了研究,并确定了2的晶体和分子结构.结构分析表明,笼状结构 OP(OCH_2)_3C 中基本上不存在应力,仍保持 C_(3v)的对称性,晶体属单斜晶系,空间群 P2_1/c,晶胞参数:a=0.6176(1),b=1.6105(2),c=1.1354(1)nm,β=92.52(1)°,Z=4,最终偏离因子 R=0.056.     

双环笼状磷酸酯衍生物的研究III. 双环笼状磷酸酯酰氯与邻氨基酚和邻苯二胺反应的研究及1-氧代-4(2'-苯并 唑基)-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.22]辛烷的晶体结构分析

本文报道双环笼状磷酸酯酰氯(1)与邻氨基酚和邻苯二胺的反应。1.与邻氨基酚在硼酸和三乙胺存在下一锅反应可得关环产的1-氧代-4-(2'-苯并 唑基)-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(2)。改变1和邻苯二胺反应的加料顺序可得单酰化产物1-氧代-4-(-N-邻苯二胺甲酰基)-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(5)和双酰化产物1,1'-氧代-4,4'-(N,N'-邻苯二胺二甲酰基)-双(2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷)(4)。对产物的IR, ^1H, ^3^1P NMR和MS谱进行了研究, 并确定了2的晶体和分子结构。结构分析表明, 笼状结构OP(OCH2)3C中基本上不存在应力, 仍保持C3v的对称性。晶体属单斜晶系, 空间群P21/c, 晶胞参数: a=0.6176(1), b=1.6105(2), c=1.1354(1)nm,β=92.52(1)°, Z=4, 最终偏离因子R=0.056。     

一种新型含磷-溴-氮阻燃剂的合成

以三氯氧磷、季戊四醇、2 ,3-二溴丙醇及三聚氰胺等为原料合成了一种新型磷 -溴 -氮阻燃剂 0 - (2 ,4,6 -三氧杂 - 1-氧基磷杂双环 [2 .2 .2 ]辛烷 - 4-亚甲基 ) - 0 - 2 ,3- (二溴丙基 )磷酸三聚氰胺盐 (Ⅲ ) .改进了中间体 4-羟甲基 - 2 ,6 ,7-三氧杂 - 1-氧基磷杂双环 [2 .2 .2 ]辛烷 (Ⅰ )的合成条件 ,元素分析、红外光谱等确定了结构     

双环笼状磷酸酯的研究(Ⅱ)——1-硫代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-甲撑衍生物的合成

本文合成了1-硫代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-甲撑膦酸酯新化合物11个.发现只有在三乙胺和DMAP同时存在时,1-硫代-1-磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷方可顺利进行磷酰化得到产物.探讨了DMAP的强有效的催化作用机制.生物初筛表明部分化合物对植物生长有调节作用.     

1-氧代-1-磷杂-2, 6, 7-三氧杂双环[2.2.2]-4-含硫取代基辛烷 的合成

本文利用中间体1-氧代-1-磷杂2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]-4-羟甲基辛烷(1)和1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]-4-氯甲酰基辛烷(3)分别与RSH或取代硫醇按步骤反应得到了相应的4-亚甲基硫醚(5a～f)、4-亚甲基亚砜(6a～f)、4-(氯代乙硫基)甲酰基(7)及4-(β-烷硫基)-α-硫代酯基(8a～i)的双环笼状磷酸酯新衍生物共22个。所有的化合物经元素分析、IR和^1HNMR得到了证实。     

N,N′-二(2-硫代-5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己基)乙二胺的合成及阻燃性能

以新戊二醇与PSCl3合成2-硫代-2-氯-5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己烷(DDSP),再与乙二胺反应,合成了一种新型含有磷、氮、硫的阻燃剂:N,N′-二(2-硫代-5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己基)乙二胺(DDPSN),用元素分析、FTIR、1HNMR、MS测试技术对其结构进行了表征。采用热重(TG)分析,研究了反应物摩尔比、缚酸剂及催化剂、反应温度对DDPSN产率的影响。结果表明,所合成的标题化合物结构与预期一致,其初始热分解温度大于290℃,在1000℃时仍有24.5%的残炭率。新戊二醇与PSCl3摩尔比为1.75∶1时,DDSP产率高达85%,而DDSP与乙二胺摩尔比为1∶1.25时,DDPSN产率为89%;采用4-二甲氨基吡啶(DMAP)作为缚酸剂的效果优于吡啶和三乙胺,其加入量为新戊二醇质量分数的1%时,可使DDPSN产率提高到92%,反应温度以0~5℃为宜。其阻燃粘胶膜实验结果表明,DDPSN在粘胶中质量分数为18%时,极限氧指数(LOI)值可达28%,是一种效果很好的阻燃剂。由阻燃粘胶膜燃烧后生成的炭残渣的扫描电子显微镜(SEM)可知,炭残渣表面有很多隆起的泡状物,且试样的断面为蜂窝状结构,表明该阻燃剂为膨胀型阻燃剂。     

含磷拟除虫菊酯的研究II:含笼状双环磷的取代环丙烷羧酸酯的合成及反应研究

本文以不同的3-取代乙烯基-2,2-二甲基环丙烷羧酸与1-硫(氧)代-4-羟甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷反应, 合成了两类十一个含笼状双环磷拟除虫菊酯类新化合物, 经IR, ^1HNMR, MS及无素分析证明了产物的结构, 对合成中的缩合加成一锅化反应和新化合物的质谱的裂解规律进行了讨论。     

含磷拟除虫菊酯的研究II:含笼状双环磷的取代环丙烷羧酸酯的合成及反应研究

本文以不同的3-取代乙烯基-2,2-二甲基环丙烷羧酸与1-硫(氧)代-4-羟甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷反应, 合成了两类十一个含笼状双环磷拟除虫菊酯类新化合物, 经IR, ^1HNMR, MS及无素分析证明了产物的结构, 对合成中的缩合加成一锅化反应和新化合物的质谱的裂解规律进行了讨论。     

1-硫代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-甲撑烷氧基硫代磷酰胺的合成

以三氯硫磷、高位阻醇A等为原料,通过三步反应合成了化合物1-硫代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-甲撑烷氧基硫代磷酰胺.研究了化合物的31P NMR和MS.产物的结构经元素分析和核磁共振等证实.     

含磷拟除虫菊酯的研究——Ⅱ.含笼状双环磷的取代环丙烷羧酸酯的合成及反应研究

本文以不同的3-取代乙烯基-2, 2-二甲基环丙烷羧酸与1-硫(氧)代-4-羟甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷反应,合成了两类十一个含笼状双环磷拟除虫菊酯类新化合物.经-IR,~1HNMR,MS及元素分析证明了产物的结构,对合成中的缩合加成一锅化反应和新化合物的质谱的裂解规律进行了讨论.     

新型含磷阻燃剂DOPO-PPO的合成及其阻燃性能

以苯基磷酰二氯,对羟基苯甲醛及9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲(DOPO)为原料,合成了一种新型含磷阻燃剂——二[4-(次甲基-羟基-磷杂菲)苯氧基]苯基氧化磷(DOPO-PPO),其结构经1H NMR和IR表征。通过TGA和DTG研究了DOPO-PPO的热稳定性,热降解行为及成炭性能。结果表明:DOPO-PPO的起始热分解温度为210℃,在700℃时残炭为30.4%。以环氧树脂为基材,DOPO-PPO为阻燃剂,二氨基二苯硫砜为固化剂,制备了阻燃环氧树脂(3)。通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试了3的阻燃性能。结果表明:当DOPOPPO的添加量为12.0%(质量百分数,即312)时,阻燃级别为V-0级,LOI为34.0%。     

对苯二酚-二(4-氧代-4-磷杂-3,5,8-三氧杂双环[2.2.2]辛基)甲酸酯的合成及表征

自1960年Verkade 等[1 ]首次合成了结构新颖的双环笼状磷酸酯以来,由于其高度对称的结构而引起人们的极大兴趣,具有生物活性的衍生物不断见诸报道[2～3 ].由于该化合物具备丰富的炭源(季戊四醇) 和酸源(磷酸),其衍生物逐渐成为无卤膨胀阻燃剂研究的热点之一.李昕等[4-5]以PEPA为中间体,合成了分子中同时具有三个笼状磷酸酯结构的化合物的三聚物(Trimer),结构对称性好,磷含量高,热稳定性和成炭性比较好.杨兴钰等[6]以PEPA为中间体,合成了8个双环笼状磷酸酯酰胺类化合物,该类化合物集酸源、炭源和气源于一体,应用于环氧树脂材料中具有良好的阻燃性.目前含有芳环结构的PEPA衍生物的合成鲜有报道.本研究课题以季戊四醇、三氯氧磷、浓硝酸、二氯亚砜和对苯二酚等为原料,合成了一种具有芳环结构、含磷量高、耐热性好、无卤等特点的PEPA衍生物对苯二酚-二(4-氧代-4-磷杂-3,5,8-三氧杂双环[2 2 2]辛基)甲酸酯.合成路线如下:1 实验部分1.     

双环笼状四配位硅的合成及其结构表征

研究了以SiO₂为原料低温合成高反应活性的五配位硅酸酯, 并与1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]-4-氯甲基辛烷反应合成出具有对称结构的双环笼状四配位硅, 通过红外光谱、¹³C和²⁹Si固体核磁共振、质谱等测试手段确定了其结构. 热分析结果表明, 双环笼状四配位硅在700 ℃的失重仅为19.98%, 且炭层呈密实片层状, 说明目标产物具有优异的热稳定性和成炭性质.