磷酸酯是一类由磷酸（H3PO4）与醇（ROH）或酚（ArOH）通过酯化反应（脱水缩合）形成的有机磷化合物。其通式可表示为 O=P(OR)3或更常见的是 (RO)3P=O，其中，R代表有机基团（烷基、芳基等）。它们通常具有较好的热稳定性、化学稳定性，并且在多个工业领域中发挥着重要作用。磷酸酯因其优异的物理化学特性，成为许多领域中不可或缺的化学品，广泛应用于阻燃、增溶、乳化等方面。

磷酸酯的性能主要取决于磷酸酯中取代基的结构，随着取代基的结构的不同，其性能有较大差异。

三烷基磷酸酯的粘度随分子量的增大而增大，直链三烷基磷酸酯的粘度要比带支链的大并具有较高的粘度指数，三芳基磷酸酯与相同分子量的三烷基磷酸酯相比粘度较大，但粘温性能较差，芳基烷基化会引起粘度增加和粘温性变差。烷基芳基磷酸酯粘度居中，并有较好粘温性。

磷酸酯的低温性能取决于酯的对称性，对称性愈高，低温性能愈差。三烷基磷酸酯低温性能随着烷基链增长而变差，引入支链可改善低温性能。三芳基磷酸酯的低温性能通常比三烷基磷酸酯差。

抗燃性是磷酸酯最突出的性能之一。通常三烷基磷酸酯的抗燃性比三芳基磷酸酯的差，烷基芳基磷酸酯抗燃性居中。磷酸酯在极高温度下亦能燃烧，但它不传播火焰。磷酸酯的抗燃性不能按测定石油产品的闪点和燃点来判断，自燃点能较好地表示它的抗燃性。最真实反映磷酸酯抗燃性能的方法是进行模拟试验，例如热歧管试验等。

磷酸酯是一种很好的润滑材料。在边界润滑的条件下，由于磷酸酯在摩擦副表面与金属发生反应，生成低熔点、高塑性的磷酸盐混合物，重新分配摩擦表面上的负荷，因此具有很好的抗磨性能，特别是三芳基磷酸酯常用作润滑剂的抗磨添加剂。磷酸酯的抗擦伤性与水解安定性有明显的关系，越易水解生成酸性磷酸酯的化合物，如酸性磷酸二苯酯其抗擦伤性越好。

由于碳酸酯是有机醇或酚与无机磷化物的反应产物，故在一定的条件下可以水解。磷酸酯的水解稳定性一般比酯类油差，但优于硅酸酯和硼酸酯。三芳基磷酸酯的水解稳定性稍优于烷基芳基磷酸酯，但在高温下它的水解稳定性也不好。

磷酸酯的热稳定性决定于酯的化学结构。三芳基磷酸酯比三烷基磷酸酯好，烷基芳基磷酸酯居中。三芳基磷酸酯随着侧链长度和数量的增加以及苯环被环取代时，热稳定性降低。通常三芳基磷酸酯的使用温度范围不超过150~170℃。烷基芳基磷酸酯的允许使用范围有的不超过105℃，最高为120℃。

磷酸酯的热氧化稳定性是良好的，远优于矿油。三芳基磷酸酯的热氧化稳定性优于三烷基磷酸酯和烧基芳基磷酸酯。结构上的对称性是三芳基磷酸酯具有高的热氧化稳定性的重要因素。

磷酸酯对许多有机化合物具有极强的溶解能力，是一种很好的溶剂。优良的溶解性使各种添加剂易溶于磷酸酯中，有利于改善磷酸酯的性能，但极强的溶解性也给选择系统的配套非金属材料带来一定困难。与磷酸酯相适应的材料有：环氧和酚型油漆，环氧或酚型塑料、有机硅塑料和硅橡胶、尼龙、丁基橡胶、乙丙橡胶和聚四氟乙烯。与磷酸酯不适应的材料有：普通工业油漆、有机玻璃、聚丙烯、苯乙烯和聚氯乙烯塑料、氯丁橡胶、丁腈橡胶。

磷酸酯的毒性因结构组成不同差别很大，有的完全无毒，有的低毒，有的甚至高毒。与有毒的磷酸酯大量接触后，神经、肌肉、器官受损，呈现出四肢特别是脚发生麻痹，此外对皮肤、眼睛和呼吸道有一定刺激作用。磷酸三甲苯酯的毒性是由其中的邻位异构体引起的。表1列出了邻位磷酸三甲苯酯含量与造成动物轻度和中度麻痹剂量的关系。只要严格控制磷酸酯的结构组成和采取必要的安全措施就可降低毒性和防止其危害。

目前工业上最常用的方法是在催化剂存在下，酚与三氯氧磷直接反应：

反应温度应在200℃以上，催化剂可采用无水氯化镁或三氯化铝。反应时应采用减压方法把反应中产生的氯化氢气体及时除去。

磷酸酯的性质与原料酚的组成和质量有密切关系。缩小原料酚的沸点范围有利于提高酯的收率和质量。原料酚中所含吡啶碱和水对酯化反应进行和产品收率有不利影响。超过规定含量，应进行精制干燥。

反应生成的粗酯要进行水洗、碱洗，以除去反应不完全的一取代和二取代酸性磷酸酯。先用水洗的目的在于除去反应产物中残留的镁及铝离子，否则碱洗时会形成胶状沉淀，造成油品乳化，影响产品收率。

不同取代的三芳基磷酸酯是以混合酚与三氯氧磷为原料采用一步法或分步法制取。分步反应时，可先将难反应的酚和三氯氧磷中第一氯反应，再用易反应的酚或制成相应酚钠与第二、第三氯反应。

三烷恭磷酸酯由醇和三氯氧磷直接反应制取：

3ROH + POCl3(RO)3PO + 3HCI

反应条件基本上与制取三芳基磷酸酯相同，但反应温度较低，一般不超过室温。由于反应生成的氯化氢气体与原料醇反应生成水，而三氯氧磷遇水又会分解，因此反应必须在无水和低温下进行，醇应过量，同时应加快除去氯化氢气体。

烷基芳基磷酸酯按其取代基有烷基二芳基磷酸酯和二烷基芳基磷酸酯之分，它们都可采用相应的醇与酚分步反应制得。一般第一步三氯氧磷与醇反应，然后将烷基取代的酸性磷酸酯再与酚钠反应制取烷基芳基磷酸酯，例如：

ROH + POCl3(RO)POCl2 + HCI

(RO)POCl2 + 2ArONa(RO)(ArO)2PO + 2NaCl

磷酸酯兼具有阻燃及增塑作用，但非卤磷酸酯的主要功能是增塑剂，可称为阻燃型增塑剂，通常将其划归增塑剂。而含卤磷酸酯的阻燃性能较高，属增塑型阻燃剂，一般将其划归阻燃剂。己开发并广泛使用的非卤磷酸酯有：磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二甲苯酯、磷酸二甲苯二苯酯等。

烷基磷酸酯不仅可用作阻燃增塑剂，还可用作油漆、液压机液体和地蜡的消泡剂。例如，磷酸三(2-乙基已基)酯（Tris(2-ethylhexy)phosphate，TEHP）可用作乙烯基塑料的阻燃剂和低温增塑剂；磷酸三(2-丁氧基乙基)酯（Tris(2-butoxyethyl) phosphate，TBEP）可用作蜡、纸张、合成橡胶（如密封圈，垫片，软管，鞋底等）的阻燃剂；磷酸三丁酯（Tributyl phosphate，TBP）除了是液压机液体的主要成分外，还可用作混凝土的消泡剂、酪素胶的润湿剂和颜料的粘合剂；同时，TBP还是萃取核子原料中U和Pu的重要溶剂。芳基磷酸酯和氨代烷基磷酸酯主要用作阳燃剂，广泛添加干塑料、纺织品、家具、建材和电子电器产只中。氯代烷基磷酸酯广泛应用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、纤维织物、橡胶等产品，尤其在软质和硬质聚氨酯泡沫塑料中具有优异的阻燃性能。芳基磷酸酯常用于电缆、水管、人造革和PC/ABS合金中。

磷酸酯在农业上用作病、虫、草害防治剂和植物生长调节剂。本世纪50年代后，众多有机磷农药品种商品化，并且生产规模不断扩大。如原苏联有机磷杀虫剂的产量由1970年的2.75万吨猛增至1980年的6.10万吨；美国有机磷农药销售额占农药销售总额的19%。现在，有机磷杀虫剂已成为农用杀虫剂的主力，约占国际杀虫剂市场的60%。

磷酸酯作为脱氧核糖核酸和核糖核酸结构和功能元件的组成部分，在体内与靶标蛋白和受体进行特异性结合，在细胞的生理机能中发挥重要作用。此外，磷酸化是很多药物在体内发挥作用必经的转化过程，如核苷类药物在体内需经过多步磷酸化而发挥药效。含磷酸酯基团的药物在候选、临床和上市药物中已广泛存在，常见的磷酸酯类前药很多，如抗菌类药物福司氟康唑、甲硝唑磷酸二钠和克林霉素磷酸酯等，抗病毒类药物阿德福韦酯、泰诺福韦酯等，麻醉药磷丙泊酚钠等。

磷酸酯类前药可以提高药物脂溶性、水溶性、稳定性、安全性和生物利用度。因此，磷酸酯的制备在药物研究与开发中非常重要。磷酸酯类前药就是以磷酸基为载体，通过化学方法与原药结构中的羟基相连，制得其磷酸单酯及其盐的一类前药。

磷酸酯在湿法冶金中用作浮选剂，纺织印染业中用作加工油剂，涂料工业中用作油基漆的颜料分散剂、防沉剂，造纸及乳胶漆制造中用作消泡剂，有机合成中用作反应中间体、催化剂及乳液聚合乳化剂，清洗行业中用于配制干洗剂，重垢液体洗涤剂等。在军事上，一些磷酸酯也被用作化学毒剂等。