[發明專利]乙二醇雙琥珀酸雙正己酯磺酸鈉的制備方法

有效

• 申請號: 201110264817.6
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN102351747A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 華平;戴寶江;李建華;施磊;朱國華;石玉軍;吳東輝;鞠劍峰;葉俊;方略韜
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C07C309/17
• 分類號: C07C309/17;C07C303/32
• 代理公司: 南通市永通專利事務所 32100
• 代理人: 葛雷

技術領域

本發明涉及一種乙二醇雙琥珀酸雙正己酯磺酸鈉的制備方法。

背景技術

乙二醇雙琥珀酸雙正己酯磺酸鈉是在分子中設計將單鏈表面活性劑磺基琥珀酸正己酯鈉鹽作為兩個雙親分子的離子頭，經連接基團乙二醇通過化學鍵連接起來而成的雙子表面活性劑。其表面活性除了具有單烷烴鏈和單離子頭的傳統表面活性劑的所有優點外，還具有更低的面張力即更高的表面活性。由于其特殊的結構表現出其獨特的性能，因而更加廣泛應用。如除了常規領域中作為高效洗滌劑、乳化劑、高效增溶劑、乳液和泡沫穩定劑增粘劑等，還在納米材料制備中、作為分子器件在醫藥合成中、酶等生物分離中、分散染料的增溶、三次采油、驅除地下水中非水相液體和吸附土壤污染物從而達到修復環境等方面有著廣泛的應用。

以乙二醇、順酐和正己醇為原料制備乙二醇雙琥珀酸雙正己酯磺酸鈉目前一般以丙酮為溶劑的條件下，以順丁烯二酸酐、乙二醇、己醇為主要原料合成。反應條件為：催化劑用量為順酐質量的1％，n(順酐)∶n(乙二醇)＝2.05∶1，于70℃下單酯化反應2.0h，n(己醇)∶n(順酐)＝1.15∶1，160℃下雙酯化反應40min，n(NaHSO3)∶n(順酐)＝1.05∶1，110℃下反應2.5h。與本發明相關的文獻有以乙二醇、馬來酸酐、正辛醇為主要原料，采用單酯化后先磺化再在真空條件下雙酯化的合成路線。也有采用1，4-丁二醇、馬來酸酐及十八醇等為主要原料。以上都是用丙酮為溶劑，在單酯化和雙酯化時分別用無水乙酸鈉和對甲苯磺酸作催化劑、單酯化時用丙酮作助溶劑、雙酯化采用甲苯作溶劑或減壓操作，中間產物進行分離，產物需洗滌、結晶、分離等工序除溶劑等雜質。

發明內容

本發明的目的在于提供一種合成方法簡單的乙二醇雙琥珀酸雙正己酯磺酸鈉的制備方法。

本發明的技術解決方案是：

一種乙二醇雙琥珀酸雙正己酯磺酸鈉的制備方法，其特征是：包括下列步驟：

馬來酸酐與乙二醇上的兩個羥基結合生成乙二醇雙馬來酸單酯，乙二醇雙馬來酸單酯再與正己醇進行雙酯化反應得到乙二醇雙琥珀酸雙正己酯，乙二醇雙琥珀酸雙正己酯與亞硫酸氫鈉的共軛加成反應制得產品；其中馬來酸酐與乙二醇反應時采用碳基固體酸催化劑。

所述碳基固體酸催化劑由下列步驟制得：在燒杯中按m(對甲苯磺酸)∶m(淀粉)＝1∶2加入可溶性淀粉和對甲苯磺酸，加熱用蒸餾水溶解，待溶液澄清透明時冷卻至室溫，用旋轉蒸發儀蒸發成粘稠狀膠體，置入馬弗爐中于200℃下炭化8h，碾磨，80目篩子過篩即得碳基固體酸催化劑。

馬來酸酐與乙二醇的摩爾比為2.1∶1.0；馬來酸酐與正己醇的摩爾比為1.00∶1.25；馬來酸酐與亞硫酸氫鈉的摩爾比為1.00∶1.05。反應式：

本發明的優點在于：

1、本工藝在酯化反應時，直接將乙二醇和順酐反應，不需外加溶劑，避免了原有工藝需外加丙酮等作助溶劑，減少了原料的耗用和反應結束時需蒸餾除丙酮的工序，也避免了環境污染。

2、本發明采用自制的碳基固體酸作單、雙酯化反應催化劑，且此催化劑制造簡單、價格低廉，并且對酯化產物只需進行簡單過濾就能分離催化劑，分離的催化劑可重復使用。避免了液體酸催化劑與產物難以分離，腐蝕設備，金屬固體酸等催化劑制造麻煩和價格高等缺點。

3、本發明反應時間短，有效減少了酯的水解和產物色澤加深的現象。

4、采用碳基固體酸作催化劑，只需在第一步單酯化反應時加入，第二步雙酯化反應時不再另外加入，避免了原有工藝兩步酯化反應需分步并分別加入不同催化劑的工序，工藝簡單、減少了原料的耗用量、節約了成本、同時減少了產物的雜質。

5、本工藝在雙酯化反應時不需要外加如甲苯等溶劑作帶水劑且雙酯化反應在常壓下進行酯化脫水反應。避免了現有制備雙子琥珀酸酯磺酸鹽需外加帶水劑或需采用真空脫水的方法，減少了減壓對設備的要求、減少了原料的耗用量和蒸餾除甲苯的工序。

下面結合實施例對本發明作進一步說明。

具體實施方式

一種乙二醇雙琥珀酸雙正己酯磺酸鈉的制備方法，包括下列步驟：第一步單酯化反應，按馬來酸酐與乙二醇摩爾比為2.1∶1.0比例稱取乙二醇、馬來酸酐加入到配有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應釜中，再加入占馬來酸酐質量2％的碳基固體酸催化劑(碳基固體酸催化劑制備方法：在燒杯中按m(對甲苯磺酸)∶m(淀粉)＝1∶2加入可溶性淀粉和對甲苯磺酸，加熱用蒸餾水溶解。待溶液澄清透明，冷卻至室溫，用旋轉蒸發儀蒸發成粘稠狀膠體，置入馬弗爐中于200℃下炭化8h。碾磨，80目篩子過篩即得碳基固體酸催化劑)，通入氮氣，10min內攪拌升溫至90℃并計時，保持溫度90℃±2℃，保溫時間1.5h，單酯化反應結束。第二步雙酯化反應，在同一臺反應裝置上加入正己醇，加入量按馬來酸酐與正己醇的摩爾比為1.00∶1.25稱取，裝上分水裝置，10分鐘內攪拌升溫到220±2℃并計時，保溫反應，期間從分水器中不斷分出所生成的水，帶出的正己醇重新回流入反應釜內，反應時間30min雙酯化反應結束。將產物冷卻到50±10℃，過濾回收催化劑，催化劑回收后可重復利用。濾液用30％NaOH水溶液中和至pH值達7±0.5。第三步磺化反應，在同一臺反應裝置上加入磺化劑亞硫酸氫鈉水溶液，NaHSO₃的量按馬來酸酐與NaHSO₃的摩爾比為1.00∶1.05稱取，配置的NaHSO₃水溶液水量按雙酯產物理論產量的1.0倍加入。攪拌下10min內油浴升溫到100±2℃保溫，劇烈攪拌下，反應體系在102±2℃下恒沸反應2h成熟，即得產品?；腔矚釹O₂用稀堿液吸收并回供磺化反應。