背景技术
三溴新戊醇是一种新型的含溴阻燃剂,具有高溴含量和特殊稳定性,耐水解性和光稳定性强。可以作为高分子量阻燃剂的反应中间体或作为反应型阻燃剂使用。作为一种反应型阻燃剂,三溴新戊醇广泛用于弹性体、涂料和泡沫体。此外,三溴新戊醇也是制备孟鲁斯特钠侧链中间体的关键原料。三溴新戊醇为白色至类白色结晶粉末、薄片,难溶于水(<0.1g/100mL,21.5℃);易溶于氯仿、甲苯、丙酮,微溶于甲醇;与聚氨酯多元醇体系相容性极佳。

现有的三溴新戊醇的制备过程中一般存在原料不容易获取、生产废水量大,废水中组成复杂,COD高以及废水中含磷量高,导致废水不易处理、废水处理成本高的问题。
如专利申请号为CN200710019793.1的中国发明专利公开了三溴新戊醇的合成方法及精制,该专利将季戊四醇溶于乙酸中,再通入溴化氢气体进行取代反应,然后加入甲醇和无机酸进行酯分解,活性炭脱色,粗品甲醇/水重结晶,得到三溴新戊醇纯品。该工艺由于 需要通入溴化氢气体,原料不好购买,而且反应在0.6~0.8MPa压力下进行,对设备要求较高,不利于工业化生产。
再如专利申请号为CN201710401445.4的中国发明专利公开了一种三溴新戊醇的合成方法,该方法采用以尿素、氨水或水合肼为还原剂,季戊四醇与溴素在乙酸中加热发生溴化反应,蒸出乙酸、溴化氢和水后,加入异丙醇和催化剂钛酸四丁酯进行脱脂,然后回收异丙醇和乙酸异丙酯,再加入分散剂磷酸酯,用5%碳酸钠水溶液调节pH至中性,大量水分散后冷却至10℃结晶,90~100℃,得到最高收率95%的三溴新戊醇。该专利采用尿素、氨水或水合肼为还原剂,在与溴素反应时产生大量氮气,放大生产时不好控制,而且产生的气体会把溴化氢带出来,不利于溴素的充分利用。第二步采用异丙醇脱脂时用钛酸四丁酯为催化剂,结晶时用了30倍季戊四醇重量的水,导致废水量大,废水中组成复杂,COD高,不利于废水的处理。因此,该工艺不适合工业化大生产。
专利申请号为CN201510415910.0的中国发明专利公开了一种三溴新戊醇的合成方法,该方法采用季戊四醇与三溴化磷在惰性溶剂四氯乙烷、二氯乙烷、四氯乙烯、氯苯、二氧六环、甲苯或二甲苯发生溴代反应,然后在甲醇中进行酯交换,粗品用甲醇/水重结晶,得到三溴新戊醇结晶态产品。虽然专利中说明该工艺操作简单,可以工业化放大生产,但是该方法中的原料三溴化磷成本较高,而反应后的废水中含磷量高,废水处理成本高。
制备方法[1]
在一个带有机械搅拌器、温度计和回流冷凝管的3L四口瓶中加入272.3g(2.0mol,1.0eq)季戊四醇、37.4g(1.2mol,0.6eq)硫粉和816.9g(13.6mol,6.8eq)乙酸,搅拌下滴加575.3g(3.6mol,1.8eq)液溴,控制内温不超过50℃。然后缓慢升温至120℃,继续搅拌6h结束反应,三溴新戊醇转化率达到90%以上,降温至80℃,在‑0.09MPa下减压蒸馏回收乙酸和氢溴酸。向残余物中加入817mL甲醇,在80℃醇解2小时,减压蒸馏回收甲醇和乙酸甲酯。残余物降温至50℃,向反应体系中加入1000mL水, 用10%碳酸钠水溶液调节体系pH至7.0~8.0,于50℃保温搅拌30分钟,向体系中加入545mL正庚烷,继续搅拌30分钟,分液。有机相冷却至5℃,有大量白色晶体析出,抽滤,50℃干燥6小时,得到584.7g的三溴新戊醇,收率90%,纯度99.7%(GC)。

参考文献
[1] 丛强,李婉. 一种三溴新戊醇的制备方法:CN201911343089.0[P]. 2023-01-03.