CN112321561B - 一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于羟基丙磺酸内酯制备技术领域，具体涉及一种由3‑羟基丙磺酸制备1,3丙磺酸内酯的方法。该方法包括如下步骤：将3‑羟基丙磺酸、羟基苯甲醚、吩噻嗪和阻聚剂混合后加热发生环化反应，监控环化率超过96％时即停止反应，其中，阻聚剂的加入量相当于3‑羟基丙磺酸的0.02‑2重量％。本专利在环化段加入一种或几种混合阻聚剂，减少1,3‑丙磺酸内酯分子间环化，有利于提高产品纯度及收率。
Description
技术领域
本发明属于丙磺酸内酯制备技术领域，具体涉及一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法。
背景技术
1,3-丙磺酸内酯是一种重要的有机合成中间体，由于其化学结构特点，与醇、酚、硫醇、胺等有机物都有较强的反应活性，发生醇解或胺解，是合成阳离子型或两性离子型表面活性剂的重要原料，已被广泛用作染料整理剂、镀铜抛光剂和整理添加剂、感光材料、制革、油墨、医药等领域。还可以用于聚碳酸酯防火剂、润滑油脂增稠剂、聚丙烯抗静电剂、聚乙烯亚胺交联剂、磺化剂等的合成。
目前工业上主要采用3-羟基丙磺酸脱水路线制取，由于该脱水过程中是在高温条件下进行，这导致部分3-羟基丙磺酸分子间进行环化。另外也有报道在反应过程中加入带水剂进行，虽然加入带水剂可以降低反应温度，但反应时间也相应延长。而且上述两种环化液在经过蒸馏操作，仅得到丙磺酸内酯粗品，收率较低。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法。
为了实现上述发明目的，本发明的其中一个技术方案为：
一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其包括如下步骤：
将3-羟基丙磺酸、羟基苯甲醚、吩噻嗪和阻聚剂混合后加热发生环化反应，监控环化率超过96％时即停止反应。
优选地，所述阻聚剂的加入量相当于3-羟基丙磺酸的0.02-2重量％。
优选地，所述阻聚剂为阻聚剂701和阻聚剂501的混合物。
进一步优选地，所述阻聚剂为701和阻聚剂501以质量比为1：2的混合物。
优选地，羟基苯甲醚的加入量相当于3-羟基丙磺酸的0.01-1重量％。
优选地，吩噻嗪的加入量相当于3-羟基丙磺酸的0.01-1重量％。
优选地，所述环化反应的反应温度为100-120℃。
优选地，所述环化反应的反应时间为2-5h。
进一步优选地，所述环化反应的反应时间为3-5h。此反应时间时可得到纯度及收率均较高的产物。
优选地，所述环化反应的真空度为-0.07至-0.09Mpa。
优选地，反应结束后还包括后处理步骤：将反应体系冷却至0-50℃，加入20-100份纯水，30-60℃搅拌1-2h，静置1-2h后进行分层，下层液在60-90℃进行除水即得丙磺酸内酯。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1)本专利在环化段加入一种或几种混合阻聚剂，减少1,3-丙磺酸内酯分子间环化，有利于提高产品纯度。
(2)本发明的优选方案对环化结束后的反应体系采用分层操作，减少了蒸馏操作，减少高温蒸馏时间，同时减少蒸馏过程中物料炭化损失，分层下层液即得目标丙磺酸内酯。
(3)实验结果表明，本发明提供的制备方法收率高达80-95％，纯度高达99.9％以上，虽然传统工艺的纯度也可达到99％以上，但其收率仅为50％-60％；而且，本发明提供的方法的整体工艺时间较短，这是由于本发明的工艺反应结束后无需进行蒸馏，即可得到纯度较高的产物，由于省去蒸馏工艺，可缩短3-8小时。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。术语“份”是指重量份。
实施例1
一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其包括如下步骤：
将3-羟基丙磺酸100份、羟基苯甲醚0.01份、吩噻嗪0.01份和0.01份阻聚剂701和0.01份阻聚剂501混合后加热至120℃发生环化反应，反应时间2h，-0.09Mpa监控环化率超过96％时即停止反应，将反应体系冷却至25℃，加入30份纯水，40℃搅拌1h，静置1h后分层，取下层液于60-90℃浓缩除水即得丙磺酸内酯。
GC检测所得丙磺酸内酯的纯度为99.909％，收率为84.7％。
实施例2
一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其包括如下步骤：
将3-羟基丙磺酸100份、羟基苯甲醚0.01份、吩噻嗪0.01份和0.01份阻聚剂701和2份阻聚剂501混合后加热至120℃发生环化反应，反应时间2h，-0.09Mpa监控环化率超过96％时即停止反应，将反应体系冷却至25℃，加入30份纯水，40℃搅拌1h，静置1h后分层，取下层液于60-90℃浓缩除水即得丙磺酸内酯。
GC检测所得丙磺酸内酯的纯度为99.915％，收率为86.6％。
实施例3
一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其包括如下步骤：
将3-羟基丙磺酸100份、羟基苯甲醚0.01份、吩噻嗪0.01份和0.01份阻聚剂701混合后加热至120℃发生环化反应，反应时间2h，-0.09Mpa监控环化率超过96％时即停止反应，将反应体系冷却至25℃，加入30份纯水，40℃搅拌1h，静置1h后分液分层，取下层液于60-90℃浓缩除水即得丙磺酸内酯。
GC检测所得丙磺酸内酯的纯度为99.902％，收率为80.3％。
实施例4
一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其包括如下步骤：
将3-羟基丙磺酸100份、羟基苯甲醚0.01份、吩噻嗪0.01份和0.01份阻聚剂701和0.01份阻聚剂501混合后加热至150℃发生环化反应，反应时间2h，-0.09Mpa监控环化率超过96％时即停止反应，将反应体系冷却至25℃，加入30份纯水，40℃搅拌1h，静置1h后分层，取下层液于60-90℃浓缩除水即得丙磺酸内酯。
GC检测所得丙磺酸内酯的纯度为99.85％，收率为73.9％。
实施例5
一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其包括如下步骤：
将3-羟基丙磺酸100份、羟基苯甲醚0.01份、吩噻嗪0.01份和0.01份阻聚剂701和0.01份阻聚剂501混合后加热至120℃发生环化反应，反应时间2h，-0.07Mpa监控环化率超过96％时即停止反应，将反应体系冷却至25℃，加入30份纯水，40℃搅拌1h，静置1h后分层，取下层液于60-90℃浓缩除水即得丙磺酸内酯。
GC检测所得丙磺酸内酯的纯度为99.905％，收率为81.4％。
实施例6
一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其包括如下步骤：
将3-羟基丙磺酸100份、羟基苯甲醚0.01份、吩噻嗪0.01份和0.01份阻聚剂701和0.01份阻聚剂501混合后加热至120℃发生环化反应，反应时间5h，-0.09Mpa监控环化率超过96％时即停止反应，将反应体系冷却至25℃，加入30份纯水，40℃搅拌1h，静置1h后分层，取下层液于60-90℃浓缩除水即得丙磺酸内酯。
GC检测所得丙磺酸内酯的纯度为99.911％，收率为91.4％。
对比例
一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其与实施例6的区别在于，不加入阻聚剂；环化结束后进行蒸馏操作，蒸馏温度120-150℃，时间为6-12h。
产物GC99.5-99.7％，收率为50-60％。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，
包括如下步骤：
将3-羟基丙磺酸、羟基苯甲醚、吩噻嗪和阻聚剂混合后加热发生环化反应，监控环化率超过96％时即停止反应；
所述阻聚剂为阻聚剂701和阻聚剂501的混合物；
羟基苯甲醚的加入量相当于3-羟基丙磺酸的0.01-1重量％；
吩噻嗪的加入量相当于3-羟基丙磺酸的0.01-1重量％。
2.根据权利要求1所述的由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，所述环化反应的反应温度为100-120℃。
3.根据权利要求1所述的由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，所述环化反应的反应时间为2-5h。
4.根据权利要求1所述的由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，所述环化反应的真空度为-0.07至-0.09Mpa。
5.根据权利要求1所述的由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法，其特征在于，反应结束后还包括后处理步骤：将反应体系冷却至0-50℃，加入20-100份纯水，30-60℃搅拌1-2h，静置1-2h后进行分层，下层液在60-90℃浓缩除水即得1,3-丙磺酸内酯。
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