用乙二醇合成1,4-二氧六环-2-酮的方法技术

本发明专利技术公开了一种用乙二醇合成１，４－二氧六环－２－酮的方法。该方法包括乙二醇单钠的合成，将脱水剂、乙二醇和氢氧化钠混合进行反应，反应完毕后冷却至室温，静置分层，分出上层液体，直接用于下一次反应，下层乙二醇单钠中夹带的乙二醇无需分离；β－羟乙氧基乙酸钠的合成，将乙二醇、氯乙酸钠和乙二醇单钠混合进行反应，反应结束后加入环丁砜，减压蒸馏回收乙二醇，冷却后加入丙酮，得粗产物β－羟乙氧基乙酸钠；１，４－二氧六环－２－酮的合成，即在含氧杂环溶剂中加入β－羟乙氧基乙酸钠，边搅拌边缓慢滴加浓硫酸进行反应，得到产物１，４－二氧六环－２－酮。本发明专利技术以乙二醇为合成原料，产物易于分离，选择性高，且反应所用溶剂均可高效回收，重复使用，环境友好。

【技术实现步骤摘要】
,4-二氧六环-2-酮的方法
本专利技术属于合成1,4-二氧六环-2-酮的技术，特别是一种用乙二啤合成1,4-二氧六 环-2-酮的方法。
技术介绍
1,4-二氧六环-2-酮作为一种新型的生物可降解材料的单体，在医学，材料学，日用 品化学领域有着很重要的作用。现有合成该化合物的方法主要以一縮二乙二醇为原料， 通过金属催化剂催化下的脱氢反应制备，金属催化剂的使用以及高温反应使得反应过 程存在许多弊端，如选择性较差、副反应多、催化剂无法回收、产物分离困难、环境 污染严重等。反应过程中的含氯有机酸的使用以及高温反应很容易导致反应产物的裂 解，产物也易与原料一縮二乙二醇发生聚合皮应，使得反应的收率降低，产物分离困 难。而且金属催化剂亚铬酸铜的使用，使得反应成本增加，催化剂难以回收，工艺过 程极不经济。为解决这一问题，国外已有文献报道，如文献(EP 113^664A2)。上述文 献的公开制备过程为1200g的二甲苯，409.7g的乙二醇，240g的氢氧化钠(三者摩 尔比为1.9: l丄1)，共沸蒸馏21h，制得乙二醇单钠。然后以乙二醇为溶剂，按摩尔 比为l: l加入氯乙酸钠，与乙二醇钠反应3h制得(3-羟乙氧基乙酸钠盐。然后以甲醇 作溶剂，搅拌下按(与P-羟乙氧基乙酸钠)摩尔比l: l加入35。/。的HCl，反应0.5h 制得l，4-二氧六环-2-酮，或以1，4-二氧六环作溶剂，搅拌下按(与P-羟乙氧基乙酸钠) 摩尔比2: l加入98。/。的H2SO4，反应0.5h制得产物。该制备工艺存在的缺陷是步骤 繁多，溶剂使用量大，且无溶剂回收，使用大量丙酮甲醇等溶剂，无回收工艺，进而 对环境不友好，反应时间较长，工业可行性不高，以甲醇为反应介质时会有大量的酯 类副产物生成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种反应条件温和、工艺简单、可操作性强、溶剂回收简 便，且工业可行性高和成本低的，4-二氧六环-2-酮的方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为 一种,4-二氧六环-2-酮的方法，包括以下步骤第一步，乙二醇单钠的合成，将脱水剂、乙二醇和氢氧化钠混合进行反应，乙二 醇过量，乙二醇和氢氧化钠的摩尔比大于1.3，反应完毕后冷却至室温，静置分层，分 出上层液体，上层液体为脱水剂和乙二醇的混合物，补充乙二醇后，直接用于下一次 反应，下层乙二醇单钠中夹带的乙二醇无需分离；第二步，P-羟乙氧基乙酸钠的合成，将乙二醇、氯乙酸钠和乙二醇单钠混合进行 反应，氯乙酸钠的用量与氢氧化钠等摩尔，反应结束后加入环丁砜，减压蒸馏回收乙 二醇，冷却后加入丙酮，搅拌均匀后，减压过滤，得粗产物P-羟乙氧基乙酸钠，常压 蒸馏回收丙酮，残液为环丁砜，直接循环使用；第三步，1，4-二氧六环-2-酮的合成，即在含氧杂环溶剂中加入(3-羟乙氧基乙酸钠， 边搅拌边缓慢滴加浓硫酸进行反应，反应结束后加入干燥剂，过滤，加入含氧杂环溶 剂洗涤，减压蒸馏回收含氧杂环溶剂，残液减压蒸馏，收集馏份得到产物1，4-二氧六 环-2-酮，或者将残液用脂肪族酯低温重结晶得到产物1,4-二氧六环-2-酮。本专利技术与现有技术相比，其显著优点(1)以乙二醇为原料合成1,4-二氧六环-2-酮，产物易于分离，选择性高，且反应所用溶剂均可高效回收，重复使用，环境友好。 (2)合成工艺简单化，可操作性强，可以省去了 P-羟乙氧基乙酸钠的精制工艺，从而 解决了甲醇丙酮等溶剂的大量使用所造成环境污染和生产成本的提高。(3)如果采取|3-羟乙氧基乙酸钠的精制工艺，甲醇丙酮等溶剂的回收套用工艺，最大程度降低了生产 成本和对环境的污染，工业可行性强。(4)制备乙二醇单钠的反应时间由原来的21h 减少到12h。采用过量的乙二醇， 一方面縮短了反应时间，同时过量的乙二醇直接作为 下一步反应的介质，简化了实验操作，减少了副反应。(5)回收乙二醇时，先向体系 中加入环丁砜，可以有效提高乙二醇的回收率，增加实验的可操作性。(6)加入丙酮 稀释反应混合物， 一方面可以洗去盐中的有机物，同时可以提高环丁砜的回收率，丙 酮可以通过简单蒸馏与环丁砜分离。(7)得到的盐可以用水-甲醇-丙酮体系精制，也可 以直接用于成环反应。(8)成环反应中不采用醇为反应介质，可以有效避免酯类副产 物的生成。(9)反应选择性好，分离提纯简单。 .下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。 附图说明图1是合成乙二醇单钠的反应方程式。 图2是合成p-羟乙氧基乙酸钠的反应方程式。 图3是(3-羟乙氧基乙酸钠精制过程示意图。 图4是合成1， 4-二氧六环-2-酮的方程式。 图5是本专利技术,4-二氧六环-2-酮的方法的流程图。具体实施方式本专利技术用乙二醇合成l,4-二氧六环-2-酮的方法，以乙二醇为原料合成l， 4-二氧六 环-2-酮，产物易于分离，选择性好，且反应.中所用溶剂均可高效回收，重复使用，环 境友好。反应过程为第一步，乙二醇单钠的合成，将脱水剂、乙二醇和氢氧化钠混 合进行反应，乙二醇过量，乙二醇和氢氧化钠的摩尔比大于1.3，反应完毕后冷却至室 温，静置分层，分出上层液体，上层液体为脱水剂和乙二醇的混合物，补充乙二醇后， 直接用于下一次反应，下层乙二醇单钠中夹带的乙二醇无需分离。上述脱水剂、乙二 醇和氢氧化钠混合后在120'C 128t:共沸蒸馏8h 12h。其中，脱水剂为二甲苯、甲 苯或苯。第二步，P-羟乙氧基乙酸钠的合成，将乙二醇、氯乙酸钠和乙二醇单钠混合进行 反应，氯乙酸钠的用量与氢氧化钠等摩尔，反应结束后加入环丁砜，减压蒸馏回收乙 二醇，冷却后加入丙酮，搅拌均匀后，减压过滤，得粗产物P-羟乙氧基乙酸钠，常压 蒸馏回收丙酮，残液为环丁砜，直接循环使用。其中，乙二醇、氯乙酸钠和乙二醇单 钠混合后在60。C 68'C反应3h 4h;加入环丁砜，在145'C 155'C减压蒸馏。这里可以对粗产物(3-羟乙氧基乙酸钠进行精制，即对粗产物P-羟乙氧基乙酸钠进 行重结晶，将粗产物(3-羟乙氧基乙酸钠加入水和甲醇混合液中，72'C 90'C搅拌0.5~lh， 冷却后，加入丙酮，减压过滤，得到精制产物(3-羟乙氧基乙酸钠，常压蒸馏，回收甲 醇和丙酮混合液循环使用，无需将甲醇和丙酮精馏分离。采取精制工艺时，对溶剂甲 醇、丙酮回收套用，即回收的甲醇和丙酮混合液中加入丙酮，调至体积比例为5:9;甲 醇和丙酮混合液循环使用时，先将粗产物P-羟乙氧基乙酸钠溶于水中，然后再加入甲 醇和丙酮混合液。对于甲醇丙酮混合溶液的回收套用还可以按以下方法进行55。C减 压蒸馏回收甲醇丙酮混合液，根据气相色谱的峰面积比及校正因子，通过加入丙酮调6整混合液中体积比例为5:9。第三步，1,4-二氧六环-2-酮的合成，即在含氧杂环溶剂中加入(3-羟乙氧基乙酸钠， 边搅拌边缓慢滴加浓硫酸进行反应，反应结束后加入干燥剂，过滤，加入含氧杂环溶 剂洗涤，减压蒸馏回收含氧杂环溶剂，残液减压蒸馏，收集馏份得到产物1,4-二氧六 环-2-酮，或者将残液用脂肪族酯低温重结晶得到产物l,4-二氧六环-2-酮。其中，脂肪 族酯为乙酸乙酯、乙酸丁酯或丙酸丁酯。缓慢滴加浓硫酸，控制滴加速度在3.5ml/h 4.8ml/h和反应温度为20°C 24°C;减压精熘时，5KPa下收集109。C lirC下的馏 份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用乙二醇合成１，４－二氧六环－２－酮的方法，其特征在于包括以下步骤：　第一步，乙二醇单钠的合成，将脱水剂、乙二醇和氢氧化钠混合进行反应，乙二醇过量，乙二醇和氢氧化钠的摩尔比大于１．３，反应完毕后冷却至室温，静置分层，分出上层液体， 上层液体为脱水剂和乙二醇的混合物，补充乙二醇后，直接用于下一次反应，下层乙二醇单钠中夹带的乙二醇无需分离；　第二步，β－羟乙氧基乙酸钠的合成，将乙二醇、氯乙酸钠和乙二醇单钠混合进行反应，氯乙酸钠的用量与氢氧化钠等摩尔，反应结束后加入环 丁砜，减压蒸馏回收乙二醇，冷却后加入丙酮，搅拌均匀后，减压过滤，得粗产物β－羟乙氧基乙酸钠，常压蒸馏回收丙酮，残液为环丁砜，直接循环使用；　第三步，１，４－二氧六环－２－酮的合成，即在含氧杂环溶剂中加入β－羟乙氧基乙酸钠，边搅拌边缓慢 滴加浓硫酸进行反应，反应结束后加入干燥剂，过滤，加入含氧杂环溶剂洗涤，减压蒸馏回收含氧杂环溶剂，残液减压蒸馏，收集馏份得到产物１，４－二氧六环－２－酮，或者将残液用脂肪族酯低温重结晶得到产物１，４－二氧六环－２－酮。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏彬，蔡春，王奎，
申请(专利权)人：南通法茵克医药化工有限公司，南京理工大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]