一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种1,3

【技术实现步骤摘要】
一种1,3
‑
丙烷磺酸内酯的制备方法


[0001]本专利技术属于精细化工有机合成
，具体来说是一种1,3
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丙烷磺酸内酯的制备方法。

技术介绍

[0002]1,3
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丙烷磺酸内酯（简称1,3
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PS），是一种无色液体或白色晶体，是非常重要的有机合成中间体，其可应用于表面活性剂、电镀中间体、医药中间体、锂电池添加剂等领域。当其应用于锂离子电池电解液时，能够提高循环寿命和存储稳定性。
[0003]目前1,3
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丙烷磺酸内酯的制备方法主要是以丙烯醇与亚硫酸盐和亚硫酸氢盐加成反应生成3
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羟基丙磺酸钠，经过酸化后关环而得。在这个过程中使用的丙烯醇成本相对较高，且丙烯醇为管制剧毒品；其加成过程往往还需要引入过氧化物为引发剂或者需要加入催化剂；制备过程中使用亚硫酸盐以及亚硫酸氢盐，不可避免的产生二氧化硫，造成环境污染，不符合现代绿色化工的标准要求。
[0004]CN108218828A公开了一种1,3
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丙烷磺酸内酯的制备方法，其在合成3
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羟基丙磺酸钠时使用了胺类化合物调节pH，减少了二氧化硫的释放，但是其加成反应过程中使用了成本相对较高、剧毒的丙烯醇，使用过氧化物为引发剂；且在3
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羟基丙磺酸过程中使用高真空脱水，对真空设备要求太高，达不到工业尺度的应用，只适用于实验室制备少量1,3
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丙烷磺酸内醋，不易于工业化应用。
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技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种1,3
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丙烷磺酸内酯的制备方法。本方法以丙烯酸酯为原料，经过加成、还原、脱水关环三步反应制备1,3
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丙烷磺酸内酯。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种1,3
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丙烷磺酸内酯的制备方法，包括以下步骤：将碱加入水中，搅拌溶解，控制反应温度在10~50℃，向溶液中通入二氧化硫，控制溶液的pH值为 7~8之间，向溶液中滴加丙烯酸酯，在滴加过程中通入二氧化硫来控制体系的pH值在7~8之间，丙烯酸酯滴加完毕后保温反应1~3h，反应完毕后，将反应液浓缩，浓缩液结晶，过滤，滤渣干燥得到3
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磺酸钠丙酸酯；所述碱为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾或氢氧化钾；所述丙烯酸酯为丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯；所述丙烯酸酯与碱的摩尔比为1: 1~1.2；所述丙烯酸酯的滴加速度为0.04~0.08kg/min；所述丙烯酸酯与水的质量比1：3~5；将步骤得到的3
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磺酸钠丙酸酯加入干燥的溶剂中，向其中加入金属钠，升温至40~80℃，向体系中滴加醇类溶剂，滴加完毕后保温反应1~3h，反应完毕后，得到反应液，
然后向反应液中加入水淬灭反应，脱出溶剂，得到固体混合物；所述溶剂为四氢呋喃、二氯乙烷、1,4
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二氧六环、正己烷或环丁砜，含水量小于20ppm；所述3
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磺酸钠丙酸酯、溶剂、钠和醇类溶剂的质量比为1：10~30：0.4~0.6：0.8~1.6；所述醇类溶剂为甲醇或乙醇，滴加速度为0.03~0.05kg/min；所述水与3
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磺酸钠丙酸酯的质量比为0.3~0.5：1；向步骤得到的固体混合物中加入浓盐酸酸化至pH为0.5~1.5之间，析出氯化钠固体，过滤，滤液为3
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羟基丙磺酸水溶液，将3
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羟基丙磺酸水溶液减压脱水，向其中加入惰性脱水剂在110~160℃下进行脱水反应，脱水反应时间为8~16h，分出反应生成的水，反应完毕后过滤，滤液减压蒸馏得到1,3
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丙烷磺酸内酯；所述惰性脱水剂为苯、甲苯、二甲苯或氯苯；所述惰性脱水剂与步骤中所述3
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磺酸钠丙酸酯的质量比为1.2~1.6：1。
[0007]优选的，步骤中所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
[0008]优选的，步骤中所述丙烯酸酯为丙烯酸甲酯时，步骤中所述醇类溶剂为甲醇；步骤中所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯时，步骤中所述醇类溶剂为乙醇。
[0009]优选的，步骤中所述丙烯酸酯与碱的摩尔比为1: 1~1.05，丙烯酸酯的滴加速度为0.06kg/min，反应温度为20~40℃，保温反应时间为1~1.5h。
[0010]优选的，步骤中所述溶剂为四氢呋喃、二氯乙烷或正己烷。
[0011]优选的，步骤中所述3
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磺酸钠丙酸酯、溶剂、钠和醇类溶剂的质量比为1：20：0.5：1.2。
[0012]优选的，步骤中所述醇类溶剂滴加速度为0.04kg/min，反应温度为50~70℃，保温反应时间为1~1.5h。
[0013]优选的，步骤中所述惰性脱水剂为甲苯、二甲苯或氯苯。
[0014]优选的，步骤中所述脱水温度为120~150℃，脱水反应时间为10~12h。
[0015]本专利技术的一种1,3
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丙烷磺内酯的制备方法，具体合成路线如下（仅为其中一种）:。
[0016]本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术的一种1,3
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丙烷磺酸内酯的制备方法，以丙烯酸酯为原料，在二氧化硫的
碱溶液中进行加成反应，然后还原生成3
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羟基丙磺酸钠，经酸化、脱水制备1,3
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丙烷磺酸内酯；解决了传统工艺中以剧毒、成本相对较高的丙烯醇为原料，摒弃了引发剂及催化剂的使用，并且没有二氧化硫的排放问题。
[0017]本专利技术的一种1,3
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丙烷磺酸内酯的制备方法，原料廉价易得，反应易于控制，不使用引发剂及催化剂，无二氧化硫废气的产生，溶剂可回收利用，易于实现工业化，符合现代绿色化工的要求。
具体实施方式
[0018]为了更好的理解本专利技术的技术方案，以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0019]实施例1将1.06kg碳酸钠加入2.58kg水中，搅拌溶解，控制反应温度在10℃，向溶液中通入二氧化硫，控制溶液的pH值在 7~8之间，向溶液中滴加0.86kg丙烯酸甲酯，滴加速度为0.04kg/min，在滴加过程中通入二氧化硫来控制体系的pH值在 7~8之间，丙烯酸甲酯滴加完毕后保温反应1h，反应完毕后，将反应液浓缩，浓缩液过滤，滤渣干燥得到1.8kg 3
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磺酸钠丙酸甲酯；将得到的3
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磺酸钠丙酸甲酯加入18kg干燥的四氢呋喃中，向其中加入0.72kg 金属钠，升温至40℃，向体系中滴加1.44kg乙醇，滴加速度为0.03kg/min，滴加完毕后保温反应1h，反应完毕后，得到反应液，然后向反应液中加入0.54kg水淬灭反应，脱出溶剂，得到固体混合物；向得到的固体混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1,3
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丙烷磺酸内酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将碱加入水中，搅拌溶解，控制反应温度在10~50℃，向溶液中通入二氧化硫，控制溶液的pH值为 7~8之间，向溶液中滴加丙烯酸酯，在滴加过程中通入二氧化硫来控制体系的pH值在7~8之间，丙烯酸酯滴加完毕后保温反应1~3h，反应完毕后，将反应液浓缩，浓缩液结晶，过滤，滤渣干燥得到3
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磺酸钠丙酸酯；所述碱为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾或氢氧化钾；所述丙烯酸酯为丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯；所述丙烯酸酯与碱的摩尔比为1: 1~1.2；所述丙烯酸酯的滴加速度为0.04~0.08kg/min；所述丙烯酸酯与水的质量比1：3~5；将步骤得到的3
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磺酸钠丙酸酯加入干燥的溶剂中，向其中加入金属钠，升温至40~80℃，向体系中滴加醇类溶剂，滴加完毕后保温反应1~3h，反应完毕后，得到反应液，然后向反应液中加入水淬灭反应，脱出溶剂，得到固体混合物；所述溶剂为四氢呋喃、二氯乙烷、1,4
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二氧六环、正己烷或环丁砜，含水量小于20ppm；所述3
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磺酸钠丙酸酯、溶剂、钠和醇类溶剂的质量比为1:10~30：0.4~0.6：0.8~1.6；所述醇类溶剂为甲醇或乙醇，滴加速度为0.03~0.05kg/min；所述水与3
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磺酸钠丙酸酯的质量比为0.3~0.5：1；向步骤得到的固体混合物中加入浓盐酸酸化至pH为0.5~1.5之间，析出氯化钠固体，过滤，滤液为3
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羟基丙磺酸水溶液，将3
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羟基丙磺酸水溶液减压脱水，向其中加入惰性脱水剂在110~160℃下进行脱水反应，脱水反应时间为8~16h，分出反应生成的水，反应完毕后过滤，滤液减压蒸馏得到1,3

【专利技术属性】
技术研发人员：付永丰，卢福军，周长海，高爱红，王艳，岳涛，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：