[发明专利]一种羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于镀镍光亮剂的合成方法，具体是指羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐的合成方法。

背景技术

羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐是一种电镀中间体，白色晶体，分子式：C₈H₁₁NO₄S，分子量：217.24，CAS号：3918-73-8。常见的为含量在40-50％之间的液体产品。羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐(PPS-OH)是镀镍中间体主要产品之一，具有优良的光亮和整平作用，尤其在高电流密度区整平效果特佳，对镀层可以产生白亮效果。作为镀镍液中的基础性添加剂，市场消耗量大。目前，羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐(PPS-OH)液体产品在国外只有德国Rashing公司生产，国内同行主要还是依赖进口。

一篇专利号为FR1390191的法国专利中公开了一种合成PPS-OH的方法，它分为两个步骤：

第一步：以水为溶剂，用酚酞做指示剂，将吡啶与环氧氯丙烷搅拌反应，用盐酸调节pH值范围，严格控制在7-8之间，反应温度控制在40℃左右。

第二步：向第一步反应产物中加入亚硫酸钠，直至亚硫酸钠晶体全部溶解，升温至90-100℃反应6h，减压浓缩，干燥。再以甲醇为溶剂，升温至沸腾回流直至有无色片状晶体形成。

其反应原理如下：

其中，副反应为：

但是按照上述方法合成PPS-OH存在以下缺点：1.转化率不高，最终转化率最高没有超过70％，并且副产物多，第一步反应产物中有两种同分异构体存在，导致产品质量不高；2.难以实现工业化，试验操作繁琐，反应条件苛刻，很难将pH值和温度控制在指定范围内，否则，反应转化率降低，反应过程中放热剧烈，极易爆沸，这种方法只能停留在试验室研究阶段，不适合工业生产；3.电镀应用效果不理想，经赫尔槽电镀应用，由于吡啶与环氧氯丙烷反应产物的中间产物以及游离吡啶的存在，不仅使镀层产生很多麻点针孔，而且镀层极脆，低电流密度区发黑。

发明内容

本发明的目的是根据现有技术的不足提供一种羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐的合成方法，它不仅原料的转化率高，而且适用于工业化生产，同时用这种方法合成得到的羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐应用于电镀的效果也好。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐的合成方法，其步骤包括：将碱金属的焦亚硫酸盐或亚硫酸氢盐溶于水后，在亚硫酸盐和相转移催化剂下，与环氧氯丙烷发生开环加成反应得到化学式如下的开环产物

，式中M为碱金属；将上述开环产物溶于水后与吡啶反应，反应完毕并纯化后即得到羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐。

所述碱金属的焦亚硫酸盐为Na₂S₂O₅或K₂S₂O₅；所述碱金属的亚硫酸氢盐为NaHSO₃或KHSO₃。

所述碱金属的焦亚硫酸盐或亚硫酸氢盐与环氧氯丙烷及水的摩尔比为0.50-0.55∶1∶10-20。

所述吡啶与环氧氯丙烷的摩尔比为1-1.05∶1。

所述相转移催化剂为NP-21和三乙基苄基氯化铵的混合物，NP-21和三乙基苄基氯化铵的质量比为1∶3-6，相转移催化剂的总质量为环氧氯丙烷质量的0.5-10‰。

所述亚硫酸盐的质量为碱金属的焦亚硫酸盐或亚硫酸氢盐的0.5-5.0％。

所述开环产物与吡啶的反应过程中还加入了催化剂1，4，7，13-四氧杂-10-氮杂-2，3-苯并环十五-2-烯，它的质量为吡啶的0.1-10％，反应时间为6-12小时。

所述开环加成反应中通入惰性气体。

所述开环加成反应温度为30-100℃；所述开环产物与吡啶反应温度为30-100℃。

所述的纯化过程包括减压脱去部分水，然后脱色除杂得到羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐。