[發(fā)明專利]一種2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯的制備方法

在審

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• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN114075165A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋朝陽;楊磊;張章;潘菲;石國林;譚鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢松石科技股份有限公司
• 主分類號: C07D327/04
• 分類號: C07D327/04
• 代理公司: 武漢謙源知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42251
• 代理人: 尹偉

本發(fā)明涉及一種2,4?丁烷磺酸內(nèi)酯的制備方法，其包括如下步驟：A、以2?丁烯醇與亞硫酸氫鈉水溶液為原料，硝酸鈉水溶液為催化劑，攪拌條件下升溫回流反應(yīng)得含3?羥基丁烷磺酸鈉鹽的溶液；B、用離子交換樹脂酸化后，加入脫水劑，常壓條件下蒸餾去除水和脫水劑，然后再減壓蒸餾，收集3?羥基丁烷磺酸餾分；C、3?羥基丁烷磺酸濃縮液在高溫真空條件下連續(xù)閃蒸脫水環(huán)化得到2,4?丁烷磺酸內(nèi)酯，即得。優(yōu)點為，工藝路線簡單，條件溫和，反應(yīng)底物和催化劑價廉易得，采用樹脂酸化，保證連續(xù)化生產(chǎn)，降低了中間反應(yīng)環(huán)節(jié)的損失和生產(chǎn)成本，后處理簡單，目標(biāo)產(chǎn)品收率可達到80％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精細化學(xué)中間體合成領(lǐng)域，具體涉及一種2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯的制備方法。

背景技術(shù)

2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯在常溫下為無色或淡黃紅色透明液體，閃點93℃，沸點150℃(1.6kPa)，相對密度1.31，不溶于水，能與多種有機溶劑互溶。2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯是一種有重要應(yīng)用前景的有機磺烷基化試劑和精細化工中間體，可用于合成(雙子)表面活性劑、感光材料、醫(yī)藥中間體、彩色染料增感劑和日化品等。近年來，2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯在電鍍中間體合成和鋰離子電池添加劑等領(lǐng)域逐漸活躍，尤其是作為二次鋰離子電池添加劑表現(xiàn)出優(yōu)異性能，因此其開發(fā)受到重視。

現(xiàn)有的制備2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯的方法主要有以下幾種：

(1)以1,3丙烷磺酸內(nèi)酯和溴甲烷為原料，在催化劑丁基鋰的作用下經(jīng)過一步反應(yīng)得到2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯，不足之處是：反應(yīng)條件苛刻，需要在-78℃深冷條件下進行，同時主要原料之一溴甲烷對臭氧具有嚴重破壞性，目前是一種被淘汰的化學(xué)品，沒有工業(yè)化價值；

(2)以1-丁烯和三氧化硫為原料，在催化劑丁基鋰的作用下經(jīng)過一步反應(yīng)得到2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯，不足之處是：反應(yīng)條件苛刻，同樣需要在-78℃深冷條件下進行，并且部分1-丁烯在儲運和反應(yīng)過程中會發(fā)生自聚合生成齊聚物，產(chǎn)生雜質(zhì)的同時影響最終收率；

(3)以丁烯氯和二氧化硫為起始原料，丁烯氯通過二氧化硫磺化得到氯丁烷磺酸，然后經(jīng)環(huán)化反應(yīng)脫氯化氫得到2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯，不足之處是:反應(yīng)較復(fù)雜，是氣液非均相反應(yīng)，涉及到二氧化硫的運輸和儲存等，并且主要原料丁烯氯屬于危險品，高度易燃，腐蝕性強，儲運和反應(yīng)時能發(fā)生自聚合，不宜久存，反應(yīng)收率比較低；

(4)以巴豆醛和亞硫酸氫鈉為起始原料，巴豆醛通過亞硫酸氫鈉磺化得到醛基丁烷磺酸鈉，然后在雷尼鎳催化下高壓加氫得到羥基丁烷磺酸鈉，再經(jīng)酸化工藝得到羥基丁烷磺酸，最后經(jīng)加熱真空脫水環(huán)化得到2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯，其不足之處為：反應(yīng)合成步驟較多，過程比較復(fù)雜，涉及到高壓加氫反應(yīng)，危險性較高，并且亞硫酸氫鈉也會與巴豆醛的羰基發(fā)生親核加成反應(yīng)，消耗掉部分羰基，造成原料巴豆醛浪費，反應(yīng)收率比較低；

(5)以巴豆醇和亞硫酸氫鈉為起始原料，在酸性條件下直接發(fā)生磺化加成反應(yīng)制得羥基丁烷磺酸，然后脫水得2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯，其不足之處為：磺化加成時磺酸基團的位置不確定而產(chǎn)生雜質(zhì)(加成時產(chǎn)生異構(gòu)體)，磺酸基團除了2號碳外，還有部分加成后在3號碳位置，最終導(dǎo)致2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯的收率較低；另外，其酸化時采用硫酸不便于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯的制備方法，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯制備時存在的反應(yīng)步驟復(fù)雜、反應(yīng)條件苛刻、不便于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)以及磺化時產(chǎn)生雜質(zhì)而使收率低等諸多問題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種2,4-丁烷磺酸內(nèi)酯的制備方法，其包括如下步驟：

A、3-羥基丁烷磺酸鈉鹽的制備：將2-丁烯醇(巴豆醇)與亞硫酸氫鈉水溶液投入反應(yīng)容器中充分混合，滴加催化劑硝酸鈉水溶液，攪拌條件下升溫回流反應(yīng)3-5小時冷至室溫得含3-羥基丁烷磺酸鈉鹽的溶液，反應(yīng)溫度為70-90℃；