介绍
三(N,N-四亚甲基)磷酰胺（Tris(N,N-tetramethylene)phosphoric acid triamide，简称TPPA或TPPO，分子式C₁₂H₂₄N₃OP。它具有强供电子能力极性非质子溶剂和磷酰胺类化合物的双重特性，主要应用于电解液体系的安全性与电化学性能优化方面。它是已知供电子能力最强的极性非质子溶剂之一，兼具良好的热稳定性与氧化稳定性，参与调控电解液的溶剂化结构与离子传输环境。
图一 三(N,N-四亚甲基)磷酰胺
应用
在阻燃安全方面，三(N,N-四亚甲基)磷酰胺因含有P–N键而表现出P–N协同阻燃效应，其阻燃机理主要围绕气相自由基淬灭，受热分解产生PO·等稳态自由基，捕获燃烧链反应中的H·、OH·活性自由基，终止链式反应，和凝聚相成膜，高温分解生成聚磷酸类黏稠液膜或氟化物致密覆膜，隔绝氧气与热量、抑制电解液进一步热分解产气；用于从本源上提升电解液的热安全性、抑制热失控。
在电化学性能层面，三(N,N-四亚甲基)磷酰胺应用于锂离子电池电解液时，可显著改善电池的耐久性寿命特性和高温存储特性；其P–N键的路易斯碱特性还可能参与清除电解液中有害的HF和H₂O、捕获PF₅以稳定电解质，并在电极界面优先氧化/还原分解形成富含LiF、Li₃N、LiₓPOᵧ等组分的SEI/CEI膜，从而提升锂离子迁移数、降低界面阻抗、抑制正极过渡金属溶出与负极锂枝晶生长，进而改善电池的循环稳定性和倍率性能。此外，作为有机合成中常用的强配位/极性添加剂，TPPA在高电压、高能量密度电池电解液的配方设计中，也被视为兼具安全性与界面调控潜力的候选组分。以高沸点、强供电子的极性非质子溶剂特性优化电解液配方，以磷酰胺的P–N协同阻燃机制提升热安全，并通过界面成膜与杂质清除作用协同改善电池的循环寿命、倍率性能及高温存储稳定性。
制备
将49.53g 5-溴-2-[4-(2-羟基乙基)-哌嗪-1-基]-烟酸加入到150ml二氯甲烷中，搅拌得到第一溶液；将52.04g 1H-苯并三唑-1-基氧三吡咯烷基六氟磷酸盐加入到80ml二甲胺四氢呋喃溶液中，搅拌得到第二溶液；在搅拌条件下，将第二溶液匀速加入到第一溶液中，加入时间为25min，加入完毕后升温至40℃，继续搅拌11h，向其中再次加入75ml二氯甲烷，静置30min，取有机相，减压蒸馏，控制为0.1mmHg，收集140-142℃的馏分，得到16.31g三(N,N-四亚甲基)磷酰胺，收率63.4％[1]。
图二 三(N,N-四亚甲基)磷酰胺的1H NMR图谱
参考文献
[1]石家庄圣泰化工有限公司. 三（N,N-四亚甲基）磷酰胺的制备方法:CN202010226867.4[P]. 2024-01-16.