CN101157681A

CN101157681A - 一种制备1,3丙烷磺内酯的方法

Info

Publication number: CN101157681A
Application number: CNA2007101350587A
Authority: CN
Inventors: 姜俊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2008-04-09

Abstract

本发明提供了一种低成本、环保、易于工业化的1，3－丙烷磺内酯的制备方法。本发明在氮气催化反应的情况下合成中间体3－羟基－1－丙磺酸，用正丁醇萃取分离该中间体，利用分子蒸馏技术使反应、分离在较低温度、较高真空条件下合成1，3－丙烷磺内酯。本发明方法使原料充分有效地转化为目的产物，避免了副产物的生成，使反应、分离变得经济、高效，所得产品收率高、纯度高，经济、环保、易于实现工业化。

Description

一种制备1，3丙烷磺内酯的方法

技术领域

本发明涉及一种化合物的制备方法，特别涉及一种制备1，3丙烷磺内酯的方法。

背景技术

1，3一丙烷磺内酯(PS)广泛应用于染料、医药、表面活性剂等领域，是一个很好的磺酸丙基化试剂，与醇、酚、硫醇、胺等有较强的反应活性，发生醇解和胺解。PS的制备方法，各国虽相继有一些专利文章报道，如美国专利US3519645，公布了1，3一羟基一1一丙磺酸在氯苯、甲苯、二二甲苯作脱水及产品载体的情况下进行分子内脱水合成1，3一丙烷磺内酯(PS)的方法；美国专利US3117133公布了3一卤代一1一丙磺酸钠(钾)盐分子内脱盐合成1，3一丙烷磺内酯(PS)的方法；美国专利LJS3519646公布了3一卤代一1一内磺酸分子内脱氯化氢合成1，3一丙烷磺内酯(PS)的方法。方法1较为方便用于实验室小批量的合成，方法2、3很难用于实际的工业化生产，真正能提供实用技术并能实施规模化生产的只有德国的一家工厂，其主要运用旋转闪蒸技术由3一羟基一1一丙磺酸合成PS，此方法收率低，成本高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种低成本、环保、易于工业化的1，3一丙烷磺内酯的制备方法。

本发明在氮气催化反应的情况下合成中间体3一羟基一1一丙磺酸，用正丁醇萃取分离该中间体，利用分子蒸馏技术使反应、分离在较低温度、较高真空条件下合成1，3一丙烷磺内酯。

本发明通过下述技术方案予以实现：

a、1，3一丙磺酸盐的制备：利用亚硫酸盐，3-羟基1-氯丙烷按摩尔浓度比为1.1∶1～1.5∶1，在导入氮气强力搅拌的情况下保持反应温度45～65摄氏度进行反应。所述摩尔浓度比最好为1.1∶1，反应温度最好为55摄氏度。反应温和转化率近100％，收率95％。

b、3一羟基一1一丙磺酸的制备：上述反应物中加入质量比为20％～30％的工业盐酸于85～90℃温度下反应1～3小时，所述质量比最好为30％，反应温度最好为90℃，反应时间最好为3小时，得到3一羟基一1一丙磺酸和无机盐，减压回收稀盐酸，所得粘稠状固体物加入正丁醇萃取其中3一羟基一1一丙磺酸，所得液体物料加入去离子水将3一羟基一1一丙磺酸从正丁醇中洗脱出来；此处充分利用正丁醇及3一羟基一1一丙磺酸的物化性质(正丁醇在水及饱和盐水中溶解度小，3一羟基一1一丙磺酸易溶于正丁醇)进行科学环保的分离。

c、1，3一丙烷磺内酯的制备：所得3一羟基一1一丙磺酸运用分子蒸馏技术在温度为140℃～150℃、压力为13Pa～266Pa条件下反应脱水，使反应、分离同时进行，得到1，3一丙烷磺内酯；本发明所用分子蒸馏技术使得反应及分离在较低温度、减压的条件下进行，减少产物因高温聚合、炭化、分解所带来的产率的降低，提高了产品的收率，此方法使其转化率达90％，收率高达85％。

上述步骤涉及的反应方程式为：

HO-CH2-CH2-CH2-Cl+Na2SO3-＞HO-CH2-CH2-CH2-SO3Na+NaCl

HO-CH2-CH2-CH2-SO2Na+H+-＞HO-CH2-CH2-CH2-SO3H

HO-CH2-CH2-CH2-SO3H-＞+H2O

有益效果：本发明方法使原料充分有效地转化为目的产物，避免了副产物的生成，使反应、分离变得经济、高效，所得产品收率高、纯度高，经济、环保、易于实现工业化。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

实例1

将3326.4克(Mw126，26.4mol)亚硫酸钠、6L水升温至55℃同时导入氮气搅拌，滴加3-羟基1-氯丙烷2268克(MW 94.5 24mol)，2小时滴完。滴毕，升温至90℃反应半小时结束，此时不再有丙烯醇味道(GC检测未发现原料丙烯醇)。将以上反应物料稍微冷却，然后缓慢加入浓盐酸(工业级，约30％m/m)4.2L并维持在85～90℃搅拌反应1小时。将此物料用旋转蒸发仪蒸馏至几乎无馏份，加入盐酸1.5L(工业级，含量约30％m/m)并加热至85℃反应半小时，再加入4L正丁醇并加热搅拌使其分散均匀(以便于3一羟基一1一丙磺酸从盐份中充分游离至正丁醇液中)，然后将物料冷却至0～5摄氏度维持3小时，过滤除盐(半自动耐酸高速离心机实施)，离心机中盐类物以0.8L正丁醇洗涤，离心至离心机出口无液体为止，母液加入去离子水1.5L搅拌半小时，静置分层，取下层水液层；然后再用1L水搅拌半小时洗涤正丁醇液，取下层水液，正丁醇液用于下次反应中萃取，合并洗脱水液，加至5L旋转蒸发仪中减压蒸馏，水浴温度最高83℃，3小时后，几乎无馏份，反应瓶中约有微红色油状物约3259克，收率约97％。所得物料3一羟基一卜丙磺酸3259g以2Kg/hr进料速度，采用KDL10型短程蒸馏(分子蒸馏)(赛普泰克有限公司提供)将油温控制在约200℃，蒸发温度140℃，真空度13Pa左右进行分子蒸馏，得无色液体(温度低时为白色固体)1，3一丙烷磺内酯约2635.2克(GC检测＞99.5％，以3一羟基一1一丙磺酸计收率88.3％)。

实施例2

将4171.2克(Mw158，26.4mol)亚硫酸钾、6L水升温至55℃同时导入氮气搅拌，滴加3-羟基1-氯丙烷2268克(MW 94.5 24mol)，2小时滴完。滴毕，升温至90℃反应半小时结束，此时不再有丙烯醇味道(GC检测未发现原料丙烯醇)。将以上反应物料稍微冷却，然后缓慢加入浓盐酸(工业级，约30％m/m)4.2L并维持在85～90℃搅拌反应1小时。将此物料用旋转蒸发仪蒸馏至几乎无馏份，加入盐酸1.5L(工业级，含量约30％m/m)并加热至85℃反应半小时，再加入4L正丁醇并加热搅拌使其分散均匀(以便于3一羟基一1一丙磺酸从盐份中充分游离至正丁醇液中)，然后将物料冷却至0～5℃维持3小时以上，过滤除盐(半自动耐酸高速离心机实施)，离心机中盐类物以0.8L正丁醇洗涤，离心至离心机出口无液体为止，母液加入去离子水1.5L搅拌半小时，静置分层，取下层水液层；然后再用1L水搅拌半小时洗涤正丁醇液，取下层水液，正丁醇液用于下次反应中萃取，合并洗脱水液，加至5L旋转蒸发仪中减压蒸馏，水浴温度最高83℃，3小时后，几乎无馏份，反应瓶中约有微红色油状物约3282.7克，收率约97.7％。所得物料3一羟基一1一丙磺酸3259g以2Kg/hr进料速度采用KD[。10型短程蒸馏(分子蒸馏)(赛普泰克有限公司提供)将油温控制在约200℃，蒸发温度145℃，真空度133Pa左右进行分子蒸馏，得无色液体(温度低时为白色固体)1，3一丙烷磺内酯约2300.5克(GC检测＞99.5％，以3一羟基一1一丙磺酸计收率83％)。

Claims

1.一种制备1，3丙烷磺内酯的方法，该方法包括以下步骤：

a、1，3一丙磺酸盐的制备：利用亚硫酸盐，3-羟基1-氯丙烷按摩尔浓度比为1.1∶1～1.5∶1，在导入氮气强力搅拌的情况下保持反应温度45～65摄氏度进行反应；

b、3一羟基一1一丙磺酸的制备：上述反应物中加入质量比为20％～30％的工业盐酸于85～90℃温度下反应1～3小时，得到3一羟基一1一丙磺酸和无机盐，减压回收稀盐酸，所得粘稠状固体物加入正丁醇萃取其中3一羟基一1一丙磺酸，所得液体物料加入去离子水将3一羟基一1一丙磺酸从正丁醇中洗脱出来；

c、1，3一丙烷磺内酯的制备：所得3一羟基一1一丙磺酸运用分子蒸馏技术在温度为140℃～150℃、压力为13Pa～266Pa条件下反应脱水，使反应、分离同时进行，得到1，3一丙烷磺内酯。

2.根据权利要求1所述的一种制备1，3丙烷磺内酯的方法，其中步骤a中所述的摩尔浓度比为1.1∶1。

3.根据权利要求1所述的一种制备1，3丙烷磺内酯的方法，其中步骤a中所述的反应温度为55摄氏度。

4.根据权利要求1所述的一种制备1，3丙烷磺内酯的方法，其中步骤b中所述的质量比为30％。

5.根据权利要求1所述的一种制备1，3丙烷磺内酯的方法，其中步骤b中所述的反应温度为90℃。

6.根据权利要求1所述的一种制备1，3丙烷磺内酯的方法，其中步骤b中所述的反应时间为3小时。