CN107973760A - 制备环氧氯丙烷的方法 - Google Patents

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凌荣春
邵守言
刘玲
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唐丽
黄诚
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Abstract

本发明涉及一种制备环氧氯丙烷的方法，属于有机合成技术领域。该方法包括以下步骤：（1）称取氢氧化钙、氢氧化钠与水混合搅拌形成碱石灰乳，备用；所述水的质量为氢氧化钙的200~400%，氢氧化钠质量为氢氧化钙的3~18%；（2）将甘油氯化粗产物置于冰水浴中，搅拌下，加入步骤（1）制得的碱石灰乳；先在0~5℃保持0.5‑1 h后，缓慢加热至反应温度，皂化反应结束后静置，冷却，减压抽滤，将滤液调节pH至中性，然后减压蒸馏，得到含环氧氯丙烷的溶液和分离出的固体。本发明原料价格低廉、操作工艺简单、所得产物容易分离，具有工业化价值。

Description

制备环氧氯丙烷的方法
技术领域
本发明涉及一种制备环氧氯丙烷的方法，属于有机合成技术领域。
背景技术
环氧氯丙烷，化学名为3-氯-1,2-环氧丙烷，是一种易挥发、不稳定，具有与氯仿、醚相似的刺激性气味的无色液体。环氧氯丙烷微溶于水，能与多种有机溶剂混溶，可与多种有机液体形成共沸物。环氧氯丙烷作为一种十分重要的有机化工原料和精细化工产品，其用途十分广泛，主要用于生产环氧树脂、合成甘油、氯醇橡胶等精细化工产品，这些产品广泛应用于化工、运输、医药、电子电器等领域。此外，环氧氯丙烷还可用于合成硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂等多种产品，也用作溶解纤维素酯、树脂和纤维素醚等的溶剂及生产化学稳定剂和化工染料等。
马斌全等人以甘油氯化粗产物制备环氧氯丙烷时，先用有机溶剂对甘油氯化粗产物进行萃取，再将萃取相与碱进行皂化反应。其工艺较复杂，原料成本较高，有机溶剂用量大，对环境污染较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种原料价格低廉、操作工艺简单、所得产物容易分离，具有工业化价值的环氧氯丙烷的合成方法。
本方案采用的技术方案是：以甘油氯化粗产物为原料，以氢氧化钙及少量氢氧化钠为皂化剂，在一定条件下进行水解反应，制备环氧氯丙烷。
本发明的制备环氧氯丙烷的方法，依次包括以下步骤：
（1）碱石灰乳的制备：称取氢氧化钙、氢氧化钠与水混合搅拌形成碱石灰乳，备用；所述水的质量为氢氧化钙的200~400%，氢氧化钠质量为氢氧化钙的3~18%；
（2）甘油氯化粗产物的皂化：将甘油氯化粗产物置于冰水浴中，搅拌下，分批次加入步骤（1）制得的碱石灰乳；防止酸碱反应放热，反应液突然温度升高，先在0~5℃保持0.5-1 h后，缓慢加热至反应温度，皂化反应结束后静置，冷却，得反应溶液A；将反应溶液A减压抽滤，用盐酸将滤液调节pH至中性，然后减压蒸馏，得到含环氧氯丙烷的溶液和分离出的固体；取反应溶液A上层清液分析环氧氯丙烷的含量；所述甘油氯化粗产物中各组成的质量分数为：二氯丙醇34%，HCl 18%，H2O 48%；其中氢氧化钙的物质的量为二氯丙醇和盐酸总物质的量的50%；
（3）将步骤（2）分离出的固体溶解于蒸馏水中，过滤，将滤液冷却结晶，将冷却后的滤液过滤，结晶物干燥，得NaCl和CaCl2。
优选的，步骤（1）中，所述氢氧化钙的纯度为95%，氢氧化钠纯度为96%。
优选的，步骤（2）中，所述的皂化反应温度为10~60℃，反应时间为1~6 h。
优选的，步骤（3）中，所述蒸馏水的温度为100℃，结晶物干燥温度为120℃，干燥时间为6 h。
本发明的优点在于：
1.本发明以甘油氯化粗产物为原料，以氢氧化钙和少量氢氧化钠为碱性物质，与传统的氢氧化钠为碱性物质相比，氢氧化钙价格低廉，利于工业化生产。
2.本发明直接以氢氧化钙为碱性物质与甘油氯化粗产物发生皂化反应制备环氧氯丙烷，工艺简单，减少有机溶剂的使用，既降低成本，同时对环境污染小。
3.本发明在生产环氧氯丙烷的同时，联产应用广泛的氯化钙及氯化钠产品，二者易于分离，具有较强的工业应用价值。
4. 本发明的反应路线简单、反应条件温和、产物环氧氯丙烷收率高。
具体实施方式
以下为本发明的较佳实施例，能够更好地理解本发明，但本发明的实施例不限于此，同时其所示数据不代表对本发明特征范围的限制。
实施例1
称取29.5 g氢氧化钙、2 g氢氧化钠与70 g水混合搅拌形成碱石灰乳，备用；
将100 g甘油氯化粗产物置于冰水浴中，搅拌下，分批次加入碱石灰乳，防止酸碱反应放热，反应液突然温度升高，先在0~5℃保持0.5 h后，缓慢加热至20℃并保温1 h，皂化反应结束后静置，冷却，得反应溶液A；将反应溶液A减压抽滤，用盐酸将滤液调节pH至中性，然后减压蒸馏，得到含环氧氯丙烷的溶液和分离出的固体；
结果表明二氯丙醇转化率99.2%，环氧氯丙烷收率97.4%；
将分离出的固体溶解于热的蒸馏水中，趁热过滤，将滤液冷却结晶，将冷却后的滤液过滤，结晶物干燥，得NaCl和CaCl2混合固体。
实施例2
称取29.5 g氢氧化钙、5 g氢氧化钠与70 g水混合搅拌形成碱石灰乳，备用；
将100 g甘油氯化粗产物置于冰水浴中，搅拌下，分批次加入碱石灰乳，防止酸碱反应放热，反应液突然温度升高，先在0~5℃保持0.5 h后，缓慢加热至15℃并保温2 h，皂化反应结束后静置，冷却，得反应溶液A；将反应溶液A减压抽滤，用盐酸将滤液调节pH至中性，然后减压蒸馏，得到含环氧氯丙烷的溶液和分离出的固体；
结果表明二氯丙醇转化率99.9%，环氧氯丙烷收率98.5%；
将分离出的固体溶解于热的蒸馏水中，趁热过滤，将滤液冷却结晶，将冷却后的滤液过滤，结晶物干燥，得NaCl和CaCl2混合固体。
对比例1
本对比例中，未使用氢氧化钠。
称取29.5 g氢氧化钙与70 g水混合搅拌形成碱石灰乳，备用；
将100 g甘油氯化粗产物置于冰水浴中，搅拌下，分批次加入碱石灰乳，防止酸碱反应放热，反应液突然温度升高，先在0~5℃保持0.5 h后，缓慢加热至15℃并保温2 h，皂化反应结束后静置，冷却，得反应溶液A；将反应溶液A减压抽滤，用盐酸将滤液调节pH至中性，然后减压蒸馏，得到含环氧氯丙烷的溶液和分离出的固体；
结果表明二氯丙醇转化率93.2%，环氧氯丙烷收率91.5%；
将分离出的固体溶解于热的蒸馏水中，趁热过滤，将滤液冷却结晶，将冷却后的滤液过滤，结晶物干燥，得CaCl2固体。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种制备环氧氯丙烷的方法，其特征是：依次包括以下步骤，
（1）碱石灰乳的制备：称取氢氧化钙、氢氧化钠与水混合搅拌形成碱石灰乳，备用；所述水的质量为氢氧化钙的200~400%，氢氧化钠质量为氢氧化钙的3~18%；
（2）甘油氯化粗产物的皂化：将甘油氯化粗产物置于冰水浴中，搅拌下，加入步骤（1）制得的碱石灰乳；先在0~5℃保持0.5-1 h后，缓慢加热至反应温度，皂化反应结束后静置，冷却，得反应溶液A；将反应溶液A减压抽滤，用盐酸将滤液调节pH至中性，然后减压蒸馏，得到含环氧氯丙烷的溶液和分离出的固体；所述甘油氯化粗产物中各组成的质量分数为：二氯丙醇34%，HCl 18%，H2O 48%；其中氢氧化钙的物质的量为二氯丙醇和盐酸总物质的量的50%；
（3）将步骤（2）分离出的固体溶解于蒸馏水中，过滤，将滤液冷却结晶，将冷却后的滤液过滤，结晶物干燥，得NaCl和CaCl2。
2.根据权利要求1所述的一种制备环氧氯丙烷的方法，其特征是：步骤（1）中，所述氢氧化钙的纯度为95%，氢氧化钠纯度为96%。
3.根据权利要求1所述的一种制备环氧氯丙烷的方法，其特征是：步骤（2）中，所述的皂化反应温度为10~60℃，反应时间为1~6 h。
4.根据权利要求1所述的一种制备环氧氯丙烷的方法，其特征是：步骤（3）中，所述蒸馏水的温度为100℃，结晶物干燥温度为120℃，干燥时间为6 h。
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