过渡金属催化C(sp3)-X键的合成方法探索(3)
人体内磷的含量大约占体内元素总量的1 %，占人脑元素总重量的0.3 %，占肝脏元素总重量的0.2 %，而作为生命本质的DNA，其磷含量更是高达9 %。磷在地壳中含量为0.12 %，高于硫、锰等元素，含量比较丰富。当磷原子为正三价时，所形成的化合物的构型类似于胺类化合物，为四面体构型[2]。磷原子处于四面体的中心，与磷原子成键的3个原子分别占据四面体的3个顶点。成键时，磷原子只用3个外层电子成键，另外2个外层电子就以孤对电子的形式占据四面体的一个顶点。图1.1为三价磷化合物的分子的立体图。膦和亚磷酸都是三价磷化合物。“磷”和“膦”的差别在于“膦”有烷基-磷(即C-P)键或磷-氢键，而前者无。当磷原子与4个其他原子成键时，就是五价，所形成的化合物具有四面体构型。
图1.1 三价磷化合物的分子的立体图
1.2 含磷化合物的应用
同元素周期表中的其他元素不同，磷元素的特殊性能，使得磷元素为有生命的世界和无生命的世界建立起一座桥梁，它不仅参与DNA-RNA的生物学循环，用作肥料，在很多无机循环中也扮演着重要角色。磷与人类的关系可以说非常密切[3]。此外，从生命角度讲，磷与人体结构功能息息相关，如磷酸钙是人体骨骼的主要成分，人类遗传物DNA也是以磷酸二酯为骨架。从社会角度讲，磷与人类的日常生活、工业发展也密不可分，已经渗透到了人类生活的方方面面。近年来，人们对磷化学的研究一直都没有停止过。含磷化合物的用途有很多，将其总结如下：
1) 应用于农业：许多杀虫剂、除草剂和植物生长调节剂都是含磷的化合物。
2) 应用于制药领域：许多抗癌、抗病毒和抗细菌的药物，以及一些治疗骨科疾病的药物都是含磷化合物。
3) 用作织物和塑料的阻燃剂。
4) 在塑料工业中作塑化和稳定化试剂。
5) 应用于矿石，尤其是铀矿的萃取剂，可以提炼出特定的金属盐。
6) 用作石油产品领域的添加剂。
7) 用作金属抗腐蚀剂。
1.2.1 含磷阻燃剂
材料的发展是人类社会发展的物质基础，材料的发展导致时代的变迁、推动人类的物质文明和社会进步。在知识经济信息高度发展的今天，材料与能源、信息并列为现代科学技术的三大支柱，其作用和意义不言而喻。随着我国城市现代化程度越来越高，火灾隐患也变得越来越多。目前，民用建筑的设计日趋复杂，而许多带有一定危险的工业企业也分布在城市中心，人们预测和控制火灾的压力越来越大。合理地提高材料的阻燃性能是减少火灾的战略措施之一，这将给我们的生产生活的安全带来重要的保障。目前常用的阻燃剂有无机阻燃剂、有机卤系以及有机磷系阻燃剂等几类。无机阻燃剂近些年来崭露头角，其优点是低毒、低烟、低腐蚀，且价格低廉。但由于其所需添加量较大，往往会影响材料的机械性能，这点使其应用受到了很大的限制。有机卤系阻燃剂自20世纪60年代起即是阻燃剂领域内的骄子，其原因是这类阻燃剂不但阻燃效率高、用量少、对材料的性能影响小， 而且价格适中。卤系阻燃剂是最大宗阻燃品种，其生产工艺成熟，性价比优良，使用很少量就可以达到很好的阻燃效果。然而，卤系阻燃剂在热裂解或燃烧时会生成较多的烟和腐蚀性的气体[4]。据统计，火灾中的死亡事故，有80%左右是由于火灾前期材料热裂时产生的有毒气体和烟导致人员窒息造成的。为了使高聚物达到一定的阻燃要求，一般需加入相当量的阻燃剂，此外，在提高材料阻燃性的同时，应尽量减少材料热裂解或燃烧时生成的有毒气体量及烟量。因为这两者往往是火灾中最先产生、最具有危险性的致死因素，所以现代阻燃技术的重要任务之一便是抑烟和减毒。大量的火灾伤亡原因统计结果以及阻燃剂和阻燃材料生产应用领域人员身心健康调查报告显示，卤系阻燃剂严重危害人类的健康，引起的二噁英问题，受到了国际社会的广泛关注[5-8]。利用含磷化合物作为阻燃剂或者直接利用含磷阻燃材料给阻燃材料的发展带来了新的思路。含磷化合物作为阻燃剂在材料领域的应用也逐步成为了一个越来越热门的领域。
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