β羰基膦酸酯合成新方法及新型含磷鋰離子電池阻燃劑的研究.pdf

1、β-羰基膦酸酯在有機化學(xué)中是一種應(yīng)用廣泛的合成中間體,最重要的用途是在HWE(Homer-Wadsworth-Emmons)反應(yīng)中與醛或酮反應(yīng)生成α,β-不飽和羰基化合物。另外,β-羰基膦酸酯自身也具有一些生物活性和金屬復(fù)合能力,使其在生物化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)、無機化學(xué)的某些應(yīng)用中有著不可取代的作用。因此,開發(fā)簡單有效地制備β-羰基膦酸酯的方法是磷化學(xué)研究的熱點內(nèi)容。然而,傳統(tǒng)合成方法存在著很多不足,比如底物適用性差,反應(yīng)條件苛刻,反應(yīng)體系復(fù)

2、雜,副反應(yīng)多,收率低,對環(huán)境不友好等。例如,1-炔基膦酸酯的水合反應(yīng)來制備β-羰基膦酸酯的方法,目前存在的催化劑都是高毒性的汞催化劑,因此,開發(fā)一種簡單高效的非汞催化劑來完成1.炔基膦酸酯的水合反應(yīng)具有重要意義。
　　本文開發(fā)了一種簡單高效地合成β-羰基膦酸酯的新方法。該方法使用氯化鈀為催化劑,以簡單易得的1-炔基膦酸酯和水為反應(yīng)底物。考察了催化劑、堿、溶劑、反應(yīng)溫度等對反應(yīng)的影響,找到了最佳反應(yīng)條件。研究了含各種官能團的底物在該

3、體系中的適用性,發(fā)現(xiàn)該方法不僅產(chǎn)率高而且通用性好,對含酯基、羥基、腈基、羰基、鹵代基、烯基等官能團的底物都適合。合成了22個β-羰基膦酸酯,其中11個為新化合物,經(jīng)氫譜、碳譜、磷譜、質(zhì)譜等方法確認結(jié)構(gòu)。并根據(jù)該反應(yīng)的特點提出了可能的反應(yīng)機理。該方法具有反應(yīng)條件溫和、操作簡單、產(chǎn)率高、底物適用性好、對環(huán)境友好等優(yōu)點,是合成β-羰基膦酸酯的理想方法。
　　鋰離子電池是一種新型高能化學(xué)電源,是解決人類能源危機和環(huán)境污染問題的重要選擇。近

4、年來,鋰離子電池發(fā)展迅速,在便攜式電子設(shè)備、電動汽車、空間技術(shù)、國防工業(yè)等領(lǐng)域展示了良好的應(yīng)用前景和潛在的經(jīng)濟效益,但其隱含的安全問題是不可忽視的。在高溫、過充放電等極端條件下,易燃的碳酸酯類電解液極易發(fā)生燃燒甚至爆炸。而在電解液中添加阻燃劑的方法,可以使電解液的可燃性下降甚至完全不燃,是解決鋰離子電池安全性問題的重要途徑。
　　我們設(shè)計合成了9種含磷阻燃添加劑,對它們進行了一系列研究,測試了阻燃劑的阻燃性能和電化學(xué)性能,其中DE