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2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸（即PBTCA）含磷量低，由于它具有膦酸和羧酸的結(jié)構(gòu)特性，使其具有良好的阻垢和緩蝕性能，優(yōu)于常用的有機膦酸，能提高鋅的溶解度，耐氯的氧化性能好，具有優(yōu)良的復(fù)配協(xié)同效應(yīng)。目前，在精細化工助劑、循環(huán)水處理劑領(lǐng)域中的2 -膦酸丁烷 1，2，4 三羧酸的生產(chǎn)，均以易揮發(fā)的三氯化磷及甲醇(或乙醇)為原料，不少工藝中還采用甲苯等作為溶劑，在50～70℃低溫下反應(yīng)。
當甲醇(或乙醇)過量時得到亞磷酸三甲酯(或乙酯)及大量氯化氫和副產(chǎn)物氯代烷，當甲醇(或乙醇)量不足且在氯化氫存在下亞磷酸三甲酯(或乙酯)能分解為亞磷酸二甲酯(或乙酯)和相應(yīng)的氯代烷。反應(yīng)結(jié)束后，蒸出反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫及氯代烷，再減壓蒸餾得到相應(yīng)的亞磷酸酯，此時在釜內(nèi)殘留亞磷酸等高沸點物。以得到的亞磷酸酯(如亞磷酸二甲酯或亞磷酸二乙酯)為原料與順丁烯二酸二甲酯(或乙酯)進行加成反應(yīng)得到膦酸丁二酸四烷酯。然后膦酸丁二酸四烷酯再與丙烯酸甲酯(或乙酯)反應(yīng)得到2 膦酸二烷酯丁烷 1，2，4 三羧酸三烷酯，最后在催化劑存在下水解得到2 膦酸丁烷 1，2，4 三羧酸，并有大量甲醇(或乙醇)副產(chǎn)物。
上述三氯化磷工藝反應(yīng)速度快、反應(yīng)劇烈，只需低溫即可反應(yīng)。然而，所選原料三氯化磷易揮發(fā)、毒性大，操作環(huán)境差，而更為關(guān)鍵的是選用三氯化磷作為反應(yīng)原料產(chǎn)生較多副產(chǎn)物。為減少副反應(yīng)的發(fā)生，往往還需要加入溶劑，而且即使加入溶劑還會有氯化氫、氯代烷烴、亞磷酸等副產(chǎn)物，因此產(chǎn)物不易提純。另外，上述副產(chǎn)物的用途均有限。
2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸是鋅鹽的優(yōu)良穩(wěn)定劑。PBTCA適用于高溫、高硬、高堿、高pH、高濃縮倍數(shù)的水質(zhì)條件，有效地起到緩蝕阻垢功能，加之產(chǎn)品自身無毒、不受環(huán)境排放的限制，因而被廣泛應(yīng)用于石油化工及其他工業(yè)循環(huán)冷卻水裝置的緩蝕阻垢中。
如有研究開發(fā)了一種用于高堿高氯循環(huán)冷卻水的緩蝕阻垢劑以重量份數(shù)配制：聚環(huán)氧琥珀酸23-25份、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸23-25份、緩蝕增效劑12-15份、葡萄糖酸鈉10-15份、烷基環(huán)氧羧酸鹽5-8份，苯駢三氮唑2-3份，純水10-20份。
制備步驟：取400-420千克工業(yè)磷酸加入反應(yīng)釜中攪拌，在30-35分鐘內(nèi)緩慢加入三乙醇胺140-160千克，攪拌50~60分鐘，保溫40~80℃，加入385-400千克的純水，攪拌20~30分鐘；在攪拌下加入45-55千克氧化鋅，攪拌90~120分鐘，保溫40~80℃，得緩蝕增效劑；將聚環(huán)氧琥珀酸加入2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸中，與緩蝕增效劑的溶液混合，依次加入烷基環(huán)氧羧酸鹽、純水和葡萄糖酸鈉，攪拌30~40分鐘，保溫20~35℃，然后加入苯駢三氮唑，攪拌30~60分鐘，保溫20~35℃，即得復(fù)合緩蝕阻垢劑。
此外，用2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸可對聚醚酮酮粗品進行精制。聚醚酮酮(PEKK)是一種高性能半結(jié)晶型熱塑性聚合物，屬于特種高分子材料聚芳醚酮家族中的一員，具有優(yōu)異的機械性能、熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性、抗輻射和阻燃性，在國防軍工、航空航天、電子信息、汽車制造、石油化工、醫(yī)療衛(wèi)生、家用電器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
親電取代反應(yīng)路線合成PEKK通常采用傅-克反應(yīng)催化劑AlCl3合成，反應(yīng)過程需要大量催化劑，由于大分子鏈的纏繞，部分催化劑被牢固地包裹在聚合物內(nèi)，聚合物中不可避免殘留有催化劑，較高的Al3+殘留量將導(dǎo)致高溫使用及加工成型過程中的次生催化效應(yīng)，使產(chǎn)品變色或局部微分解，使聚合物的熱穩(wěn)定性變差。利用2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸高效的金屬螯合能力，不斷從有機相中捕集Al3+，從而實現(xiàn)聚醚酮酮粗品中Al3+的高效去除。
一種綠色節(jié)能的2 膦酸丁烷 1，2，4 三羧酸的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
1)各中間體制備：稱取順酐67份、正丁醇200份，加入反應(yīng)釜中，然后加入催化劑硫酸氫鈉，在沸騰下反應(yīng)并蒸出足夠的水分，過濾除去硫酸氫鈉，得到順丁烯二酸二正丁酯與正丁醇混合物；稱取順酐36份、正丁醇26份，加入反應(yīng)釜中，然后加入催化劑硫酸氫鈉，在120℃下反應(yīng)，除去水分并濾去硫酸氫鈉，得到順丁烯二酸單正丁酯；稱取56份丙烯酸與300份正丁醇，加入反應(yīng)釜中，然后加入阻聚劑對苯二酚及催化劑硫酸氫鈉，在沸騰下反應(yīng)，反應(yīng)完成后濾去催化劑硫酸氫鈉，得到丙烯酸正丁酯與正丁醇混合物。
2)2 膦酸丁烷 1，2，4 三羧酸的制備：稱取亞磷酸82份、正丁醇600份，加入附帶有間壁式精餾塔的帶攪拌的夾套式不銹鋼反應(yīng)釜中，在120℃下反應(yīng)6小時，并在反應(yīng)過程中不斷除水，制得亞磷酸混合正丁酯(亞磷酸二正丁酯與亞磷酸三正丁酯)與正丁醇的混合物；然后向反應(yīng)釜中加入上述過程中制得的順丁烯二酸二正丁酯與正丁醇混合物，并加入醇鈉作催化劑，在120℃下反應(yīng)4小時，反應(yīng)結(jié)束后，減壓除去正丁醇。
再向反應(yīng)釜中加入上述過程中制得的順丁烯二酸單正丁酯，并加入300份醋酸，在80℃下反應(yīng)6小時，反應(yīng)結(jié)束后，減壓除去醋酸；再向反應(yīng)釜中加入上述過程中制得的丙烯酸正丁酯與正丁醇混合物，并加入催化劑三丁胺，在60℃下反應(yīng)6小時，制得2 膦酸二烷酯丁烷 1，2，4 三羧酸三正丁酯與溶劑正丁醇的混合物，再向反應(yīng)釜中加入少量水除去阻聚劑對苯二酚，然后加熱使過量不飽和物質(zhì)聚合，并通入水蒸氣，加入酸性或堿性催化劑水解，并在水解的同時蒸出水與正丁醇的共沸物，得到最終產(chǎn)品2 膦酸丁烷 1，2，4 三羧酸水溶液。
[1] CN201410464101.42-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸生產(chǎn)水解連續(xù)化工藝
[2] CN201010561851.5一種綠色節(jié)能的2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸的生產(chǎn)方法
[3] CN201610498697.9用2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸對聚醚酮酮粗品進行精制的工藝
[4] CN200910113333.4一種用于高堿高氯循環(huán)冷卻水的緩蝕阻垢劑的制備