磷酸三(2-氯乙基)酯的合成及其毒性

简介

随着科技的发展，高分子聚合物材料得到广泛应用，对阻燃剂的需求也开始增加，其中有机磷系阻燃剂由于其优秀的阻燃性能而受到人们的关注，但有机磷系阻燃剂具有生物累积性，对环境安全和人体健康会造成很大的伤害，有一些磷系阻燃剂还具有致癌性。其中磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)是一种典型的有机磷系阻燃剂，TCEP是一种微带奶油味的浅黄色油状液体，微溶于水，聚合物添加TCEP后，除了具有自熄性能外，兼有防潮、防紫外线和抗静电等特点，广泛用于纤维素、环氧树脂、酚醛树脂等材料以及纺织品、PVC材料和玩具等生活用品当中[1]。

合成

图1 磷酸三(2-氯乙基)酯的合成路线[2]。

向系统中加入165 mL电解质、1.5 M氯化氢在乙烯氯丙烷中的溶液以及0.5 M水。向混合物中加入称量过的红磷样品（3.6 g）。打开循环泵和冷却水。接通3 A的电流。添加氯化氢和水在乙烯氯丙烷中的混合物，该混合物以所需的量连续供应至系统，以在电解过程中保持电解溶液中氯化氢和水中的恒定浓度。电解完成后，对电解溶液进行过滤以去除磷。对获得的残留物进行称重，根据差值确定溶解磷的重量。在30至100°С和10-15毫米汞柱的压力下，通过喷水泵从滤液中用HCl和H2O蒸馏2.6 g乙烯氯丙烷，以获得被外加剂污染的原油残留物。用10%NaOH溶液（20mL）在分液漏斗中依次洗涤以去除酸性添加剂，用水洗涤至中性pH（三次，30mL）以去除残留盐，从而净化产品。在真空中，在温度逐渐升高至160°С和1.5 mmHg的条件下，分离水残留物和挥发性外加剂，以获得磷酸三(2-氯乙基)酯。合成路线如图1所示。

毒性

TCEP大量应用于各类工业消费品和家庭消费品中，因此很容易被动物体和人体所吸收，对生物体产生影响。关于TCEP的研究发现 TCEP 具有致癌性和神经毒性，会导致生物体的发育不良。Leslie等人研究发现 TCEP 会引起小鼠肾源细胞发生癌变，引起小鼠肾器官原发性癌细胞和恶性细胞增殖导致小鼠死亡。因此在欧盟联合会议上TCEP被归类为可能具有致癌性的C3物质。同时德国危险材料委员会也将其归类为C2物质[1]。

参考文献

[1] 姚梦月. 磷酸三（2-氯乙基）酯（TCEP）胁迫对小麦种子萌发及生理特性的影响[D].郑州大学,2021.

[2] Berezkin, M. Yu.; et al. Electrochemical synthesis of tris(2-chloroethyl) phosphate. Russian Journal of Electrochemistry (2015), 51(11), 1086-1091.