CN105348254A - 一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法，包括步骤：(1)1，3-丙磺酸的制备：室温条件下，向反应器中加入亚硫酸钠、亚硫酸氢钠与丙烯醇，pH值调节为5～5.5，红外线照射诱导，偶氮二异丁基腈催化反应2～3小时，加入浓盐酸，85～90℃反应2～3小时，过滤除去生成的盐，滤液加入正丁醇萃取分离，即得3-羟基-1-丙磺酸；(2)1，3-丙磺酸内酯的制备：加入吡啶对甲苯磺酸盐和沸石，50～60℃进行脱水反应2～3小时，精馏，取147～149℃馏分，加入氧化钙加热回流1～2小时，即得.本发明的产品收率高，纯度高，另外，产品含水量大部分高于0.1％，而且不存在放大效应等问题，适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备方法，具体涉及一种1，3-丙磺酸内酯的方法。属于化学合成技术领域。
背景技术
1，3-丙磺酸内酯是一种无色或淡黄色透明液体(31℃以上)或无色透明结晶(31℃以下)，工业上主要应用于：磺化剂，用于制革、油墨及增感染料合成，电镀中间体的合成起始原料，医药中间体，表面活性剂，锂二次电池等。随着其用途越来越广泛，市场需求量也是逐年增加。但是，目前1，3-丙磺酸内酯的合成方法普遍存在反应温度高等问题，导致产品收率低、纯度也不高，另外，产品含水量大部分高于0.1％，不能适用于要求精细的应用领域，现有的制备工艺也仅仅能够满足实验室小批量制备，存在放大效应等问题，不适用于工业化生产。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种制备1，3-丙磺酸内酯的方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种制备1，3-丙磺酸内酯的方法，包括步骤：
(1)1，3-丙磺酸的制备：室温条件下，向反应器中加入亚硫酸钠、亚硫酸氢钠与丙烯醇，pH值调节为5～5.5，红外线照射诱导，偶氮二异丁基腈催化反应2～3小时，加入浓盐酸，85～90℃反应2～3小时，过滤除去生成的盐，滤液加入正丁醇萃取分离，即得3-羟基-1-丙磺酸；其中，丙烯醇、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠的物质的量之比为1∶1.0～1.05∶0.1～0.2，亚硫酸钠、偶氮二异丁基腈和浓盐酸的质量体积比为1g.0.1～0.2g.8～12mL；
(2)1，3-丙磺酸内酯的制备：加入吡啶对甲苯磺酸盐和沸石，50～60℃进行脱水反应2～3小时，精馏，取147～149℃馏分，加入氧化钙加热回流1～2小时，即得；3-羟基-1-丙磺酸、吡啶对甲苯磺酸盐、沸石和氧化钙的质量比为10～12∶0.1～0.2∶0.2～0.3∶0.1～0.2。
所述室温为25～30℃。
优选的，所述步骤(1)中，利用浓盐酸调节pH值。
优选的，所述步骤(1)中，偶氮二异丁基腈催化反应2～2.5小时。
优选的，所述步骤(1)中，丙烯醇、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠的物质的量之比为1∶1.0∶0.2。
优选的，所述步骤(1)中，亚硫酸钠、偶氮二异丁基腈和浓盐酸的质量体积比为1g∶0.1g∶12mL。
优选的，所述步骤(2)中，55℃进行脱水反应2.5小时。
优选的，所述步骤(2)中，3-羟基-1-丙磺酸、吡啶对甲苯磺酸盐、沸石和氧化钙的质量比为11∶0.15∶0.3∶0.1。
本发明的有益效果：
本发明在一锅法制备1，3-丙磺酸，省去了1，3-丙磺酸钠的提纯过程，将pH控制在5～5.5，结合利用偶氮二异丁基腈催化，即可在室温条件下反应得到1，3-丙磺酸钠，不经提纯，进一步利用浓盐酸进行酸化制备得到1，3-丙磺酸，而且，丙烯醇几乎100％转化为3-羟基-1-丙磺酸；1，3-丙磺酸进而脱水制得1，3-丙磺酸内酯，引入了吡啶对甲苯磺酸盐和沸石的组合催化剂，有效降低脱水反应的温度，并加入氧化钙除水，有效降低了含水量，将含水量控制在0.02％以下，特别适用于要求精细的应用领域。
本发明的产品收率高，纯度高，另外，产品含水量大部分高于0.1％，而且不存在放大效应等问题，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：
一种制备1，3-丙磺酸内酯的方法，包括步骤：
(1)1，3-丙磺酸的制备：室温条件下，向反应器中加入126g亚硫酸钠、104g亚硫酸氢钠与5.8g丙烯醇，浓盐酸调节pH值为5，红外线照射诱导，12.6g偶氮二异丁基腈催化反应2小时，加入1008mL浓盐酸，85℃反应2小时，过滤除去生成的盐，滤液加入正丁醇萃取分离，即得14g3-羟基-1-丙磺酸；
(2)1，3-丙磺酸内酯的制备：取10g3-羟基-1-丙磺酸，加入0.1g吡啶对甲苯磺酸盐和0.2g沸石，50℃进行脱水反应2小时，精馏，取147～149℃馏分，加入0.1g氧化钙加热回流1～2小时，即得1，3-丙磺酸内酯8.7g。总收率为99％，纯度为99.99％以上，含水量小于0.02％。
实施例2：
一种制备1，3-丙磺酸内酯的方法，包括步骤：
(1)1，3-丙磺酸的制备：室温条件下，向反应器中加入126g亚硫酸钠、109.2g亚硫酸氢钠与11.6g丙烯醇，浓盐酸调节pH值为5.5，红外线照射诱导25.2g偶氮二异丁基腈催化反应3小时，加入1512mL浓盐酸，90℃反应3小时，过滤除去生成的盐，滤液加入正丁醇萃取分离，即得28g3-羟基-1-丙磺酸；
(2)1，3-丙磺酸内酯的制备：取12g3-羟基-1-丙磺酸，加入0.2g吡啶对甲苯磺酸盐和0.3g沸石，60℃进行脱水反应3小时，精馏，取147～149℃馏分，加入0.2g氧化钙加热回流1～2小时，即得1，3-丙磺酸内酯10.38g。总收率为99.3％，纯度为99.99％以上，含水量小于0.02％。
实施例3：
一种制备1，3-丙磺酸内酯的方法，包括步骤：
(1)1，3-丙磺酸的制备：室温条件下，向反应器中加入126g亚硫酸钠、104g亚硫酸氢钠与11.6g丙烯醇，浓盐酸调节pH值为5.5，红外线照射诱导，12.6g偶氮二异丁基腈催化反应2.5小时，加入1512mL浓盐酸，90℃反应2小时，过滤除去生成的盐，滤液加入正丁醇萃取分离，即得28g3-羟基-1-丙磺酸；
(2)1，3-丙磺酸内酯的制备：取11g3-羟基-1-丙磺酸，加入0.15g吡啶对甲苯磺酸盐和0.3g沸石，55℃进行脱水反应2.5小时，精馏，取147～149℃馏分，加入0.1g氧化钙加热回流2小时，即得1，3-丙磺酸内酯9.53g。总收率为99.4％，纯度为99.99％以上，含水量小于0.02％。
实施例4：
一种制备1，3-丙磺酸内酯的方法，包括步骤：
(1)1，3-丙磺酸的制备：室温条件下，向反应器中加入12.6kg亚硫酸钠、10.4kg亚硫酸氢钠与1.16kg丙烯醇，浓盐酸调节pH值为5.5，红外线照射诱导，1.26kg偶氮二异丁基腈催化反应2.5小时，加入151.2L浓盐酸，90℃反应2小时，过滤除去生成的盐，滤液加入正丁醇萃取分离，即得2.8kg3-羟基-1-丙磺酸；
(2)1，3-丙磺酸内酯的制备：取1.1kg3-羟基-1-丙磺酸，加入0.015kg吡啶对甲苯磺酸盐和0.03kg沸石，55℃进行脱水反应2.5小时，精馏，取147～149℃馏分，加入0.01kg氧化钙加热回流2小时，即得1，3-丙磺酸内酯0.953kg。总收率为99.4％，纯度为99.99％以上，含水量小于0.02％。
实施例5：
一种制备1，3-丙磺酸内酯的方法，包括步骤：
(1)1，3-丙磺酸的制备：室温条件下，向反应器中加入126kg亚硫酸钠、104kg亚硫酸氢钠与116kg丙烯醇，浓盐酸调节pH值为5.5，红外线照射诱导，12.6kg偶氮二异丁基腈催化反应2.5小时，加入1512L浓盐酸，90℃反应2小时，过滤除去生成的盐，滤液加入正丁醇萃取分离，即得28kg3-羟基-1-丙磺酸；
(2)1，3-丙磺酸内酯的制备：取11kg3-羟基-1-丙磺酸，加入0.15kg吡啶对甲苯磺酸盐和0.3kg沸石，55℃进行脱水反应2.5小时，精馏，取147～149℃馏分，加入0.1kg氧化钙加热回流2小时，即得1，3-丙磺酸内酯9.53kg。总收率为99.4％，纯度为99.99％以上，含水量小于0.02％。
实施例6：
一种制备1，3-丙磺酸内酯的方法，包括步骤：
(1)1，3-丙磺酸的制备：室温条件下，向反应器中加入1260kg亚硫酸钠、1040kg亚硫酸氢钠与1160kg丙烯醇，浓盐酸调节pH值为5.5，红外线照射诱导，126kg偶氮二异丁基腈催化反应2.5小时，加入15120L浓盐酸，90℃反应2小时，过滤除去生成的盐，滤液加入正丁醇萃取分离，即得280kg3-羟基-1-丙磺酸；
(2)1，3-丙磺酸内酯的制备：取110kg3-羟基-1-丙磺酸，加入1.5kg吡啶对甲苯磺酸盐和3kg沸石，55℃进行脱水反应2.5小时，精馏，取147～149℃馏分，加入1kg氧化钙加热回流2小时，即得1，3-丙磺酸内酯95.3kg。总收率为99.4％，纯度为99.99％以上，含水量小于0.02％。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，包括步骤：
(1)1，3-丙磺酸的制备：室温条件下，向反应器中加入亚硫酸钠、亚硫酸氢钠与丙烯醇，pH值调节为5～5.5，红外线照射诱导，偶氮二异丁基腈催化反应2～3小时，加入浓盐酸，85～90℃反应2～3小时，过滤除去生成的盐，滤液加入正丁醇萃取分离，即得3-羟基-1-丙磺酸；其中，丙烯醇、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠的物质的量之比为1∶1.0～1.05∶0.1～0.2，亚硫酸钠、偶氮二异丁基腈和浓盐酸的质量体积比为1g∶0.1～0.2g∶8～12mL；
(2)1，3-丙磺酸内酯的制备：加入吡啶对甲苯磺酸盐和沸石，50～60℃进行脱水反应2～3小时，精馏，取147～149℃馏分，加入氧化钙加热回流1～2小时，即得；3-羟基-1-丙磺酸、吡啶对甲苯磺酸盐、沸石和氧化钙的质量比为10～12∶0.1～0.2∶0.2～0.3∶0.1～0.2。
2.根据权利要求1所述的一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，利用浓盐酸调节pH值。
3.根据权利要求1所述的一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，偶氮二异丁基腈催化反应2～2.5小时。
4.根据权利要求1所述的一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，丙烯醇、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠的物质的量之比为1∶1.0∶0.2。
5.根据权利要求1所述的一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，亚硫酸钠、偶氮二异丁基腈和浓盐酸的质量体积比为1g∶0.1g∶12mL。
6.根据权利要求1所述的一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，55℃进行脱水反应2.5小时。
7.根据权利要求1所述的一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，3-羟基-1-丙磺酸、吡啶对甲苯磺酸盐、沸石和氧化钙的质量比为11∶0.15∶0.3∶0.1。
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