[发明专利]一种1,4‑丁烷磺酸内酯的合成方法

说明书

技术领域

一种1,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，属于医药中间体合成技术领域。

背景技术

1,4-丁烷磺酸内酯是一种重要的化工医药中间体，可用于合成感光材料、表面活性剂、磺化剂和染料增感剂等。此外以1,4-丁烷磺酸内酯做的动力电池添加剂，可以降低电池溶剂对电极的嵌入，延长电极寿命，改善电量循环效率，增加了电池循环次数，提高电池使用时间。

现有技术中1,4-丁烷磺酸内酯主要由以下方法合成。

1）利用四氢呋喃和乙酰氯反应经四步反应制得1,4-丁烷磺酸内酯，该合成步骤较多，总收率45%，副反应及副产均较多，工业化价值不大；

C₄H₈O + CH₃COCl → CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₂Cl

CH₃COO(CH₂)₃CH₂Cl+ Na₂SO₃ +H₂O →HO(CH₂)₄SO₃Na+CH₃COONa NaCl+SO₂

HO(CH₂)₄SO₃Na + H₂SO₄ →HO(CH₂)₄SO₃H + Na₂SO_{4 .}

HO(CH₂)₄SO₃H →C₄H₈O₃S + H₂O

2）采用氯丁烷和二氯亚砜为原料经三步反应制备产品，但大量生成目前没有价值的甲基内磺酸酯，分离提纯较为困难，且收率为30%左右；

3）以1-n-丁烯在乙醚和二氯甲烷体系中制备1,4-丁烷磺酸内酯，该反应会产生大量副产，精馏分离困难，且使用危险溶剂乙醚，最终产品收率也较低；

4）以二噁烷和三氧化硫为原料经4步反应制备产品，该反应不仅产生固废硫酸钡，而且还需要在高压釜中进行氢化加成反应，反应周期长，设备要求高。

以上方法中反应周期长、设备要求高、副产较多、环境压力大、工业化困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种反应周期短、原料易得、反应温和、收率高的1,4-丁烷磺酸内酯的合成方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该1,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）预先将亚硫酸氢盐加入水中搅拌溶解为溶液，随后加入亚硫酸钠调整体系的PH为7.5~9；

2）升温至45℃~55℃后在10~20分钟内匀速滴加丁烯醇，控制加成反应的温度在60℃~70℃，滴加结束后，继续反应20~30分钟后停止反应并降温至室温；所述的丁烯醇和亚硫酸氢盐的摩尔比为1：1.05~1.3；

3）降温后向体系内滴加酸至呈现酸性，搅拌50~70分钟，加入醇结晶，过滤得澄清溶液；

4）将澄清溶液精馏得到1，4-丁烷磺内酯。

本发明公开了一种1,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，本发明的发明人发现在特定碱性环境下能够加快丁烯醇和亚硫酸氢盐的加成反应且反应温和，所添加的亚硫酸钠可以看作为碱性催化剂，形成的碱性环境能够大大的促进生产效率和转化率，更好的保证产品的纯度。传统认知中由于亚硫酸氢盐为酸性物料，一般认为无法在碱性环境中存在并进行加成反应，所以往往需要专门调节体系为酸性，以保证亚硫酸盐的稳定。而本发明的发明人打破常规，利用亚硫酸钠将溶液调节为弱碱行环境，由于反应更加温和，所以可以在更高的温度下进行加成反应，从而在更高的生产效率下得到了更大的转化率。该方法避免以往方法中反应周期长和原料获取难的缺点，并且反应温和，收率高，具有良好工业化价值和效益。

优选的，步骤2）滴加的丁烯醇和步骤3）中加入的醇的摩尔比例为1：1.0~5.0。加入醇析出形成的钠盐。