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第 4 期 徐 洋，等: 三（2-羟丙基）磷酸酯的合成 ·773·

2.1.1 催化剂的选择 会使环氧丙烷挥发，或部分环氧丙烷自聚，甚至引
环氧丙烷开环合成三（2-羟丙基）磷酸酯的关 起冲料，进而降低产品收率及质量。随着温度的升
键在于找到一种高效的催化剂，使反应条件温和， 高，收率不断升高，温度升高到 90 ℃时收率达
产品产率高。选择 Et 3 NHCl-AlCl 3 等 3 种离子液体为 92.8%，再升高温度收率略微下降。故反应温度选择
催化剂以及不加催化剂进行实验，n(H 3 PO 4 )∶n(环 90 ℃为宜。
氧丙烷)=1.0∶3.2，催化剂用量为 3%(以反应物总质
量为基准，下同)，反应温度为 90 ℃，反应时间为 3 h， 表 3 反应温度对产物收率的影响
Table 3 Effect of reaction temperature on the yield
考察了催化剂种类对三（2-羟丙基）磷酸酯收率的
反应温度/℃
影响，结果如表 1 所示。
70 80 90 100

表 1 催化剂种类对产物收率的影响 收率/% 66.5 77.0 92.8 92.0
Table 1 Effect of different catalysts on the yield
无 Et 3NHCl-AlCl 3 Me 3NHCl-AlCl 3 BmimCl-AlCl 3 2.1.4 反应时间的选择
收率/% 46.5 92.8 86.1 83.3 其他因素不变〔n(H 3 PO 4 )∶n(环氧丙烷)=1.0∶
注：“无”代表无催化剂。 3.2，反应温度为 90 ℃，催化剂用量为 3%〕，考察
了反应时间对收率的影响，结果见表 4。
表 1 表明，无催化剂的收率最低，说明反应不

完全。将 Et 3 NHCl-AlCl 3 用作催化剂，收率大大提 表 4 反应时间对产物收率的影响
高。此反应未加催化剂时，由于位阻的原因，单双 Table 4 Effect of reaction time on the yield
酯较多，催化剂可能是降低了反应的活化能，提高 反应时间/h
了三酯的产率。故选择 Et 3 NHCl-AlCl 3 作为反应的 1 2 3 4
催化剂。 收率/% 78.9 85.8 92.8 92.9
2.1.2 反应物物质的量比的选择
其他条件不变（反应温度为 90 ℃，反应时间为 由表 4 可知，随着反应时间延长，产物收率升
3 h，催化剂用量为 3%），探讨了反应物物质的量比 高，但反应时间超过 3 h 后，会使副反应增加，收
对三（2-羟丙基）磷酸酯收率的影响，结果见表 2。 率无明显提高，反而增加了能耗。因此，反应时间
选择 3 h 为宜。
表 2 反应物物质的量比对产物收率的影响
Table 2 Effect of molar ratio of reactants on the yield 2.1.5 催化剂用量的选择
其他因素不变〔n(H 3 PO 4 )∶n(环氧丙烷)=1.0∶
n(H 3PO 4)∶n(环氧丙烷)
3.2，反应温度为 90 ℃，反应时间为 3 h〕，探讨了
1.0∶3.0 1.0∶3.1 1.0∶3.2 1.0∶3.3
收率/% 78.5 82.7 92.8 92.3 催化剂用量对反应收率的影响，结果见表 5。

由表 2 可知，磷酸与环氧丙烷反应的理论物质 表 5 催化剂用量对产物收率的影响
的量比为 1.0∶3.0，环氧丙烷过少时，磷酸不能完 Table 5 Effect of catalyst dosage on the yield
全反应掉，会影响产物的收率以及酸值，为此环氧 w(催化剂)/%
丙烷稍微过量是必要的。随着 n(环氧丙烷)∶n(H 3PO 4) 1 2 3 4
的升高，收率不断提高。当 n(H 3 PO 4 )∶n(环氧丙烷) 收率/% 85.6 90.5 92.8 92.5
为 1.0∶3.2 时，收率已达 92.8%。继续增加环氧丙
由表 5 可知，随着催化剂用量增加，产物收率
烷用量，收率不再升高。这是由于活泼的环氧丙烷
逐渐增加，当催化剂用量增加到 3%时，收率达到
可以自聚成醚，导致副反应增加，影响产品收率以
及质量，故选择 n(H 3 PO 4 )∶n(环氧丙烷)= 1.0∶3.2 92.8%，继续增加催化剂用量到 4%时，产物收率变
为宜。 化不大。该反应第一步生成单酯的反应速率快，低
2.1.3 反应温度的选择 温就可以进行，随着位阻的增加，生成双酯和三酯
其他条件不变〔n(H 3 PO 4 )∶n(环氧丙烷)=1.0∶ 的难度加大，需要更高的活化能，而产物的黏度较
3.2，反应时间为 3 h，催化剂用量为 3%〕，考察了 大，少量的催化剂不能均匀分散在体系中，从而影
反应温度对收率的影响，结果见表 3。 响催化效果。故催化剂用量为 3%时，催化效果最佳。
由表 3 可知，反应温度过低，反应不进行或者 2.2 表征
进行缓慢，当环氧丙烷积累到一定程度后，就会引 2.2.1 理化性质
起剧烈反应。由于该反应是放热反应，产生的热量 产品外观为无色透明液体，比重为 1.07（25 ℃），