CN115611851B - 一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种1,3‑丙烷磺酸内酯的制备方法，包括以下步骤：S1.以亚硫酸氢盐与烯丙醇为原料，以双氧水及过硫酸盐的混合水溶液为引发剂，40‑55℃下反应1‑3h，得到3‑羟基丙烷磺酸盐；S2.利用双极膜电渗析工艺，将3‑羟基丙烷磺酸盐的水溶液分解为3‑羟基丙烷磺酸的水溶液和碱液，3‑羟基丙烷磺酸盐的水溶液、3‑羟基丙烷磺酸水溶液、碱液分别由双极膜电渗析设备分离于不同的隔室；S3.将3‑羟基丙烷磺酸水溶液减压浓缩后，进行真空环合反应，即得1,3‑丙烷磺酸内酯，得到的1,3‑丙烷磺酸内酯碳化少，纯度高、收率高。
Description
技术领域
本发明涉及磺酸内酯合成技术领域，尤其涉及一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法。
背景技术
1,3-丙烷磺酸内酯作为一种优良的通用型磺化剂，能和许多种类的化合物在非常温和的条件下反应，准确的提供磺酸基团，从而赋予这些化合物新的性能，是一种用途广泛的有机合成中间体，工业上已应用于制革、油墨及憎感染料的合成，作为一种印染整理剂，棉纤维经过它处理后，染料的阳离子染色性能大大提高。在表面处理行业中，还用作镀铜抛光剂和整平添加剂，同时它又是一种重要的磺丙基化试剂，是阳离子型或两性离子型表面活性剂的重要合成原料，广泛应用于医药化学工业中，高品质的1，3-丙烷磺酸内酯，在动力电池电解液中，可直接作为添加剂，添加到锂离子电池非水解液中能够提高循环寿命和存储稳定性。
在中国发明专利CN200810234140X、CN106146453A、CN108164502A及CN110483473A公开的关于1，3-丙烷磺酸内酯的制备方法中均采用盐酸或者硫酸进行3-羟基丙烷磺酸盐酸化，可实现1，3-丙烷磺酸内酯的制备。
但是在实际酸化过程中为保证酸化效率，会采取酸过量的形式，但酸化后，过量的酸会对设备造成严重的腐蚀，另外酸化后所形成的副产盐因带有溶剂及部分3-羟基丙烷磺酸，导致副产盐需要经过繁复的处理才能成为副产物进行销售；另外盐会少量残留在3-羟基丙烷磺酸的溶液中，环合后期，副产盐氯化钠或者硫酸钠结块，导致结块周边的成品1，3-丙烷磺内酯受热明显高于其他部位，导致最终的环合蒸馏时产品受热不均碳化严重，影响最终1，3-丙烷磺酸内酯收率。
发明内容
有鉴于此，本申请提供1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，得到的1,3-丙烷磺酸内酯碳化少，纯度高、收率高。
为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：
第一方面，本申请提供一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，包括以下步骤：
S1.以亚硫酸氢盐与烯丙醇为原料，以双氧水及过硫酸盐的混合水溶液为引发剂，40-55℃下反应1-3h，得到3-羟基丙烷磺酸盐；
S2.利用双极膜电渗析工艺，将3-羟基丙烷磺酸盐的水溶液分解为3-羟基丙烷磺酸的水溶液和碱液，3-羟基丙烷磺酸盐的水溶液、3-羟基丙烷磺酸水溶液、碱液分别由双极膜电渗析设备分离于不同的隔室；
S3.将3-羟基丙烷磺酸水溶液减压浓缩后，进行真空环合反应，即得1,3-丙烷磺酸内酯。
优选的，步骤S2的具体步骤如下：将3-羟基丙烷磺酸盐的水溶液置于双极膜电渗析设备的阳离子交换膜与阴离子交换膜之间，在外加电场的驱动下，分离得到第一双极离子交换膜与阳离子交换膜之间的3-羟基丙烷磺酸水溶液和阴离子交换膜与第二双极离子交换膜之间的碱液。
优选的，步骤S2中，双极膜电渗析工艺的循环速率为5-10L/h，电压为20V，温度为10-30℃。
优选的，步骤S2中，3-羟基丙烷磺酸盐的水溶液的浓度为10-32％。
优选的，亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾，过硫酸盐的阳离子与亚硫酸氢盐的阳离子相同。
优选的，双氧水及过硫酸盐的摩尔比为1：2-5。
优选的，引发剂与烯丙醇的摩尔比为0.01-0.1:1。
优选的，亚硫酸盐与烯丙醇的摩尔比为1-1.25：1。
优选的，步骤S3中，减压浓缩的温度为60-100℃，真空度为3000-10000pa。
优选的，真空环合反应的温度为160-180℃，真空度为100-1500pa。
本申请的有益效果如下：本发明采用双极膜电渗析技术消除传统酸化步骤，降低对设备腐蚀，延长设备使用寿命，提高生产安全性，另外副产物由盐变为碱液，且无需进一步处理，提高经济效益，简化生产操作流程；本发明所得3-羟基丙烷磺酸溶液中盐及其他杂质含量少，最终的环合蒸馏时产品碳化少，1，3-丙烷磺酸内酯收率高。
附图说明
图1为双极膜电渗析工艺的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
术语解释
阳膜：阳离子交换膜；
阴膜：阴离子交换膜；
第一双极膜：第一双极离子交换膜；
第二双极膜：第二双极离子交换膜。
本申请提供一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，包括以下步骤：
S1.以亚硫酸氢盐与烯丙醇为原料，以双氧水及过硫酸盐的混合水溶液为引发剂，40-55℃下反应1-3h，得到3-羟基丙烷磺酸盐；
S2.如图1所示，将3-羟基丙烷磺酸盐的水溶液置于RPB8040型双极膜电渗析设备的阳离子交换膜与阴离子交换膜之间，在外加电场的驱动下，分离得到第一双极离子交换膜与阳离子交换膜之间的3-羟基丙烷磺酸水溶液和阴离子交换膜与第二双极离子交换膜之间的碱液，如本领域技术人员所知，双极膜电渗析设备具备三隔室，其是电化学过程与渗析扩散过程的结合，在外加直流电场的驱动下，以电位差为动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，阴、阳离子分别向阳极(阳膜)和阴极(阴膜)移动，本申请采用具有三隔室的双极膜电渗析设备，可使得3-羟基丙烷磺酸水溶液、3-羟基丙烷磺酸盐、碱分别处于不同隔室，利于连续化操作，且产物3-羟基丙烷磺酸的杂质少、不含副产物盐；
S3.将3-羟基丙烷磺酸水溶液减压浓缩后，进行真空环合反应，即得1,3-丙烷磺酸内酯。
以上步骤的反应方程式如下：
步骤S2中，双极膜电渗析工艺的循环速率为5-10L/h，超出该范围则影响处理效率，但过高能耗高，且对处理效率无增益，过滤处理效率低；电压为20V，温度为10-30℃，超出该温度及电压限定范围则会影响双极膜使用寿命。
步骤S2中，3-羟基丙烷磺酸盐的水溶液的浓度为10-32％。
亚硫酸氢盐的水溶液的浓度为25-38％，亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾，过硫酸盐的阳离子与亚硫酸氢盐的阳离子相同，例如，若亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠，则过硫酸盐则为过硫酸钠，若亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钾，则过硫酸盐则为过硫酸钾。
在一些实施例中，双氧水及过硫酸盐的摩尔比为1：2-5；引发剂与烯丙醇的摩尔比为0.01-0.1:1；亚硫酸盐与烯丙醇的摩尔比为1-1.25：1。
步骤S3中，减压浓缩的温度为60-100℃，真空度为3000-10000pa，减压浓缩过程中，温度过高易产生爆沸现象，过低效率较低，真空度维持在此范围内可保证能耗、效率及设备价格等因素较为均衡；真空环合反应的温度为160-180℃，真空度为100-1500pa，环合过程温度过低效率低，过高产品碳化程度高，产品损耗大，真空度维持在此范围内可保证能耗、效率及设备价格等因素较为均衡。
以下通过具体实施方式对本申请进行进一步说明。
实施例1
一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，包括以下步骤：
S1.将330g亚硫酸氢钠加入到2000ml带有温度计和四氟机械搅拌的四口烧瓶中，加870g去离子水搅拌溶解，采用蠕动泵滴加174.3g烯丙醇，滴加2g双氧水、10g过硫酸钠与50g去离子水的混合液，温度控制在45-50℃，滴加时间2.5h，保温2h，取样检测烯丙醇含量小于0.15％即停止反应；
S2.将反应所得3-羟基丙烷磺酸钠溶液稀释至25％浓度后置于双极膜电渗析中，3-羟基丙烷磺酸盐水溶液在双极膜电渗析设备中循环速率为6L/H，恒定电压20v，控制温度在15-20℃，2h后得到3-羟基丙烷磺酸溶液1823g，浓度为22.5％，氢氧化钠溶液637g，浓度为18.6％；
S3.将1823g 3-羟基丙烷磺酸溶液进行减压浓缩，温度控制在80-85℃，真空为8000Pa，脱出大部分游离水后，采用168℃、300Pa的条件进行真空环合，得到1，3-丙烷磺酸内酯297.5g，利用气相色谱对其纯度进行检测，检测条件为安捷伦7820A气相色谱仪，汽化温度250℃，柱箱温度220℃，检测温度280℃(FID)，空气流速300ml/min，氢气流速：30ml/min，载气流速30ml/min，进样量0.6μL，检测得到1，3-丙烷磺酸内酯的含量纯度为99.9012％，收率81.3％。
实施例2
一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，包括以下步骤：
S1.将381.4g亚硫酸氢钾加入到2000ml带有温度计和四氟机械搅拌的四口烧瓶中，加900g去离子水搅拌溶解，采用蠕动泵滴加174.3g烯丙醇，滴加0.5g双氧水、8.7g过硫酸钾与50g去离子水的混合液，温度控制在45-50℃，滴加时间2.5h，保温2h，取样检测烯丙醇含量小于0.15％即停止反应；
S2.将反应所得3-羟基丙烷磺酸钾溶液稀释至25％浓度后置于双极膜电渗析中，3-羟基丙烷磺酸盐水溶液在双极膜电渗析设备中循环速率为8L/H，恒定电压20v，控制温度在15-20℃，2h后得到3-羟基丙烷磺酸溶液2004g，浓度为20.4％，氢氧化钾溶液1134g，浓度为15.6％；
S3.将2004g 3-羟基丙烷磺酸溶液进行减压浓缩，温度控制在80-85℃，真空为6500Pa，脱出大部分游离水后，采用175℃、400Pa的条件进行真空环合，得到1，3-丙烷磺酸内酯310.1g，利用气相色谱对其纯度进行检测，检测条件为安捷伦7820A气相色谱仪，汽化温度250℃，柱箱温度220℃，检测温度280℃(FID)，空气流速300ml/min，氢气流速：30ml/min，载气流速30ml/min，进样量0.6μL，检测得到1，3-丙烷磺酸内酯的含量纯度为99.8672％，收率84.7％。
实施例3
一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，包括以下步骤：
S1.将330g亚硫酸氢钠加入到2000ml带有温度计和四氟机械搅拌的四口烧瓶中，加870g去离子水搅拌溶解，采用蠕动泵滴加174.3g烯丙醇，滴加0.5g双氧水、7.2g过硫酸钠与50g去离子水的混合液，温度控制在45-50℃，滴加时间2.5h，保温2h，取样检测烯丙醇含量小于0.15％即停止反应；
S2.将反应所得3-羟基丙烷磺酸钠溶液稀释至25％浓度后置于双极膜电渗析中，3-羟基丙烷磺酸盐水溶液在双极膜电渗析设备中循环速率为6L/H，恒定电压20v，控制温度在15-20℃，2h后得到3-羟基丙烷磺酸溶液1707g，浓度为23.5％，氢氧化钠溶液600g，浓度为19.7％；
S3.将1707g 3-羟基丙烷磺酸溶液进行减压浓缩，温度控制在80-85℃，真空为4000Pa，脱出大部分游离水后，采用170℃、150Pa的条件进行真空环合，得到1，3-丙烷磺酸内酯322.6g，利用气相色谱对其纯度进行检测，检测条件为安捷伦7820A气相色谱仪，汽化温度250℃，柱箱温度220℃，检测温度280℃(FID)，空气流速300ml/min，氢气流速：30ml/min，载气流速30ml/min，进样量0.6μL，检测得到1，3-丙烷磺酸内酯的含量纯度为99.9134％，收率88.1％。
对比例1
一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，包括以下步骤：
将330g亚硫酸氢钠加入到2000ml带有温度计和四氟机械搅拌的四口烧瓶中，加870g去离子水搅拌溶解，采用蠕动泵滴加174.3g烯丙醇，滴加0.5g双氧水、7.2g过硫酸钠与50g去离子水的混合液，温度控制在45-50℃，滴加时间2.5h，保温2h，取样检测烯丙醇含量小于0.15％即停止反应；
将反应所得3-羟基丙烷磺酸钠溶液采用盐酸进行酸化，浓缩过滤除盐后得到3-羟基丙烷磺酸浓缩液，采用170℃、150Pa的条件进行真空环合，得到1，3-丙烷磺酸内酯198g，气相含量纯度86.571％，收率59.8％。
本发明采用双极膜电渗析技术消除传统酸化步骤，降低对设备腐蚀，延长设备使用寿命，提高生产安全性，另外副产物由盐变为碱液，且无需进一步处理，提高经济效益，简化生产操作流程；本发明所得3-羟基丙烷磺酸溶液中盐及其他杂质含量少，最终的环合蒸馏时产品碳化少，1，3-丙烷磺酸内酯收率高。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.以亚硫酸氢盐与烯丙醇为原料，以双氧水及过硫酸盐的混合水溶液为引发剂，40-55℃下反应1-3h，得到3-羟基丙烷磺酸盐；
S2.利用双极膜电渗析工艺，将3-羟基丙烷磺酸盐的水溶液分解为3-羟基丙烷磺酸的水溶液和碱液，所述3-羟基丙烷磺酸盐的水溶液、3-羟基丙烷磺酸水溶液、碱液分别由双极膜电渗析设备分离于不同的隔室；
S3.将所述3-羟基丙烷磺酸水溶液减压浓缩后，进行真空环合反应，即得1,3-丙烷磺酸内酯；步骤S2的具体步骤如下：将3-羟基丙烷磺酸盐的水溶液置于双极膜电渗析设备的阳离子交换膜与阴离子交换膜之间，在外加电场的驱动下，分离得到第一双极离子交换膜与阳离子交换膜之间的3-羟基丙烷磺酸水溶液和阴离子交换膜与第二双极离子交换膜之间的碱液；所述双极膜电渗析设备具备三隔室；步骤S2中，双极膜电渗析工艺的循环速率为5-10L/h，电压为20V，温度为10-30℃。
2.根据权利要求1所述的1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述3-羟基丙烷磺酸盐的水溶液的浓度为10-32%。
3.根据权利要求1所述的1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，其特征在于，所述亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾，所述过硫酸盐的阳离子与所述亚硫酸氢盐的阳离子相同。
4.根据权利要求1所述的1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，其特征在于，所述双氧水及过硫酸盐的摩尔比为1：2-5。
5.根据权利要求1所述的1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，其特征在于，所述引发剂与烯丙醇的摩尔比为0.01-0.1:1。
6.根据权利要求1所述的1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，其特征在于，所述亚硫酸氢盐与烯丙醇的摩尔比为1-1.25：1。
7.根据权利要求1所述的1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤S3中，减压浓缩的温度为60-100℃，真空度为3000-10000pa。
8.根据权利要求1所述的1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，其特征在于，真空环合反应的温度为160-180℃，真空度为100-1500pa。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3824253A (en) * | 1970-12-29 | 1974-07-16 | Daicel Ltd | Process for manufacturing propane sultone |
| CN101456855A (zh) * | 2008-11-24 | 2009-06-17 | 张家港市华盛化学有限公司 | 1,3-丙磺酸内酯的制备方法 |
| CN102633771A (zh) * | 2012-04-13 | 2012-08-15 | 保定满城金隆皂素有限公司 | 一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法 |
| CN106146453A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-11-23 | 张家港瀚康化工有限公司 | 1，3‑丙烷磺酸内酯的制备方法 |
| CN108003117A (zh) * | 2017-07-21 | 2018-05-08 | 义乌赛蓝膜科技有限公司 | 一种利用双极膜电渗析技术制备羟乙基哌嗪乙磺酸的方法 |
| CN108218828A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-06-29 | 苏州华新能源科技有限公司 | 一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法 |
| CN108484567A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-09-04 | 东莞市航盛新能源材料有限公司 | 一种1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法 |
| CN110483473A (zh) * | 2019-09-08 | 2019-11-22 | 淮安瀚康新材料有限公司 | 一种无溶剂制备1,3-丙烷磺酸内酯的方法 |
| CN110526839A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-12-03 | 杭州蓝然环境技术股份有限公司 | 一种改进的环氧乙烷法制备牛磺酸工艺 |
-
2022
- 2022-11-03 CN CN202211370850.1A patent/CN115611851B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3824253A (en) * | 1970-12-29 | 1974-07-16 | Daicel Ltd | Process for manufacturing propane sultone |
| CN101456855A (zh) * | 2008-11-24 | 2009-06-17 | 张家港市华盛化学有限公司 | 1,3-丙磺酸内酯的制备方法 |
| CN102633771A (zh) * | 2012-04-13 | 2012-08-15 | 保定满城金隆皂素有限公司 | 一种制备1,3-丙磺酸内酯的方法 |
| CN106146453A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-11-23 | 张家港瀚康化工有限公司 | 1，3‑丙烷磺酸内酯的制备方法 |
| CN108003117A (zh) * | 2017-07-21 | 2018-05-08 | 义乌赛蓝膜科技有限公司 | 一种利用双极膜电渗析技术制备羟乙基哌嗪乙磺酸的方法 |
| CN108218828A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-06-29 | 苏州华新能源科技有限公司 | 一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法 |
| CN108484567A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-09-04 | 东莞市航盛新能源材料有限公司 | 一种1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法 |
| CN110526839A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-12-03 | 杭州蓝然环境技术股份有限公司 | 一种改进的环氧乙烷法制备牛磺酸工艺 |
| CN110483473A (zh) * | 2019-09-08 | 2019-11-22 | 淮安瀚康新材料有限公司 | 一种无溶剂制备1,3-丙烷磺酸内酯的方法 |
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