[发明专利]乙二醇双琥珀酸双正己酯磺酸钠的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙二醇双琥珀酸双正己酯磺酸钠的制备方法。

背景技术

乙二醇双琥珀酸双正己酯磺酸钠是在分子中设计将单链表面活性剂磺基琥珀酸正己酯钠盐作为两个双亲分子的离子头，经连接基团乙二醇通过化学键连接起来而成的双子表面活性剂。其表面活性除了具有单烷烃链和单离子头的传统表面活性剂的所有优点外，还具有更低的面张力即更高的表面活性。由于其特殊的结构表现出其独特的性能，因而更加广泛应用。如除了常规领域中作为高效洗涤剂、乳化剂、高效增溶剂、乳液和泡沫稳定剂增粘剂等，还在纳米材料制备中、作为分子器件在医药合成中、酶等生物分离中、分散染料的增溶、三次采油、驱除地下水中非水相液体和吸附土壤污染物从而达到修复环境等方面有着广泛的应用。

以乙二醇、顺酐和正己醇为原料制备乙二醇双琥珀酸双正己酯磺酸钠目前一般以丙酮为溶剂的条件下，以顺丁烯二酸酐、乙二醇、己醇为主要原料合成。反应条件为：催化剂用量为顺酐质量的1％，n(顺酐)∶n(乙二醇)＝2.05∶1，于70℃下单酯化反应2.0h，n(己醇)∶n(顺酐)＝1.15∶1，160℃下双酯化反应40min，n(NaHSO3)∶n(顺酐)＝1.05∶1，110℃下反应2.5h。与本发明相关的文献有以乙二醇、马来酸酐、正辛醇为主要原料，采用单酯化后先磺化再在真空条件下双酯化的合成路线。也有采用1，4-丁二醇、马来酸酐及十八醇等为主要原料。以上都是用丙酮为溶剂，在单酯化和双酯化时分别用无水乙酸钠和对甲苯磺酸作催化剂、单酯化时用丙酮作助溶剂、双酯化采用甲苯作溶剂或减压操作，中间产物进行分离，产物需洗涤、结晶、分离等工序除溶剂等杂质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成方法简单的乙二醇双琥珀酸双正己酯磺酸钠的制备方法。

本发明的技术解决方案是：

一种乙二醇双琥珀酸双正己酯磺酸钠的制备方法，其特征是：包括下列步骤：

马来酸酐与乙二醇上的两个羟基结合生成乙二醇双马来酸单酯，乙二醇双马来酸单酯再与正己醇进行双酯化反应得到乙二醇双琥珀酸双正己酯，乙二醇双琥珀酸双正己酯与亚硫酸氢钠的共轭加成反应制得产品；其中马来酸酐与乙二醇反应时采用碳基固体酸催化剂。

所述碳基固体酸催化剂由下列步骤制得：在烧杯中按m(对甲苯磺酸)∶m(淀粉)＝1∶2加入可溶性淀粉和对甲苯磺酸，加热用蒸馏水溶解，待溶液澄清透明时冷却至室温，用旋转蒸发仪蒸发成粘稠状胶体，置入马弗炉中于200℃下炭化8h，碾磨，80目筛子过筛即得碳基固体酸催化剂。

马来酸酐与乙二醇的摩尔比为2.1∶1.0；马来酸酐与正己醇的摩尔比为1.00∶1.25；马来酸酐与亚硫酸氢钠的摩尔比为1.00∶1.05。反应式：

本发明的优点在于：

1、本工艺在酯化反应时，直接将乙二醇和顺酐反应，不需外加溶剂，避免了原有工艺需外加丙酮等作助溶剂，减少了原料的耗用和反应结束时需蒸馏除丙酮的工序，也避免了环境污染。

2、本发明采用自制的碳基固体酸作单、双酯化反应催化剂，且此催化剂制造简单、价格低廉，并且对酯化产物只需进行简单过滤就能分离催化剂，分离的催化剂可重复使用。避免了液体酸催化剂与产物难以分离，腐蚀设备，金属固体酸等催化剂制造麻烦和价格高等缺点。

3、本发明反应时间短，有效减少了酯的水解和产物色泽加深的现象。

4、采用碳基固体酸作催化剂，只需在第一步单酯化反应时加入，第二步双酯化反应时不再另外加入，避免了原有工艺两步酯化反应需分步并分别加入不同催化剂的工序，工艺简单、减少了原料的耗用量、节约了成本、同时减少了产物的杂质。

5、本工艺在双酯化反应时不需要外加如甲苯等溶剂作带水剂且双酯化反应在常压下进行酯化脱水反应。避免了现有制备双子琥珀酸酯磺酸盐需外加带水剂或需采用真空脱水的方法，减少了减压对设备的要求、减少了原料的耗用量和蒸馏除甲苯的工序。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

一种乙二醇双琥珀酸双正己酯磺酸钠的制备方法，包括下列步骤：第一步单酯化反应，按马来酸酐与乙二醇摩尔比为2.1∶1.0比例称取乙二醇、马来酸酐加入到配有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应釜中，再加入占马来酸酐质量2％的碳基固体酸催化剂(碳基固体酸催化剂制备方法：在烧杯中按m(对甲苯磺酸)∶m(淀粉)＝1∶2加入可溶性淀粉和对甲苯磺酸，加热用蒸馏水溶解。待溶液澄清透明，冷却至室温，用旋转蒸发仪蒸发成粘稠状胶体，置入马弗炉中于200℃下炭化8h。碾磨，80目筛子过筛即得碳基固体酸催化剂)，通入氮气，10min内搅拌升温至90℃并计时，保持温度90℃±2℃，保温时间1.5h，单酯化反应结束。第二步双酯化反应，在同一台反应装置上加入正己醇，加入量按马来酸酐与正己醇的摩尔比为1.00∶1.25称取，装上分水装置，10分钟内搅拌升温到220±2℃并计时，保温反应，期间从分水器中不断分出所生成的水，带出的正己醇重新回流入反应釜内，反应时间30min双酯化反应结束。将产物冷却到50±10℃，过滤回收催化剂，催化剂回收后可重复利用。滤液用30％NaOH水溶液中和至pH值达7±0.5。第三步磺化反应，在同一台反应装置上加入磺化剂亚硫酸氢钠水溶液，NaHSO₃的量按马来酸酐与NaHSO₃的摩尔比为1.00∶1.05称取，配置的NaHSO₃水溶液水量按双酯产物理论产量的1.0倍加入。搅拌下10min内油浴升温到100±2℃保温，剧烈搅拌下，反应体系在102±2℃下恒沸反应2h成熟，即得产品。磺化尾气SO₂用稀碱液吸收并回供磺化反应。