[发明专利]一种2,2-二羟甲基-1-(3＇-磺酸钠-丙氧基)丁烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化学品领域，涉及一种2,2-二羟甲基-1-(3^＇-磺酸钠-丙氧基)丁烷的制备方法。 

背景技术

目前，小分子羟基磺酸盐主要有两方面的应用：（１）作为纺织领域中的上染剂，改善织物的可染性；（２）用于水性聚合物的合成。羟基磺酸盐作为合成聚氨酯分散体的亲水扩链剂能改善预聚物性能、调节分子结构，制备高稳定性、高固含量、耐水性良好的聚氨酯分散体。常见的小分子羟基磺酸盐主要有：乙二胺基乙 (丙) 基磺酸钠、2,4-二氨基苯磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、4,4-二羟基丁磺酸钠、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠、2-磺酸钠-1,4-丁二醇。 

Louis E. Trapasso等人在系列专利US3583941、US3596792、US3730681中将小分子羟基磺酸盐引入到聚酯、尼龙等合成高分子结构中，用于改善织物可染性。在实施案例中，以三羟甲基丙烷为原料，甲苯和二甲苯为溶剂，在强力搅拌下与氢氧化钠溶液反应3.5h，回流温度111-122℃。反应体系冷却后加入1,3-丙磺内酯的甲苯溶液，升温至65℃，保温反应3天。然后经过滤、乙醇洗涤、干燥得到固体产物2,2-二羟甲基-1-(3^＇-磺酸钠-丙氧基)丁烷，使用红外分析证实其结构。该制备方法存在诸多缺点：产物纯度低，可能有多种产物，影响其在聚合物合成中的应用；多步反应，时间长；大量使用苯类有毒溶剂；原料成本高。目前尚未见2,2-二羟甲基-1-(3^＇-磺酸钠-丙氧基)丁烷投入生产使用，且未见其他制备方法报道。 

2,2-二羟甲基-1-(3^＇-磺酸钠-丙氧基)丁烷脂溶性好，结构中不含酯基，还可作为聚氨酯合成过程中的亲水单体制备性能优良的分散体。基于2,2-二羟甲基-1-(3^＇-磺酸钠-丙氧基)丁烷的结构优点，本发明针对原合成方法的不足之处，提出新的合成方法，反应式如下： 

本发明与已有的合成方法相比，产物纯度高，只有一种合成产物，一步加成反应操作简单，原料简单易得，合成成本低，易于实现工业化。本发明合成的2,2-二羟甲基-1-(3^＇-磺酸钠-丙氧基)丁烷应用范围广泛，可作为纺织领域的上染剂和合成水性聚合物的单体。

发明内容

本发明的目的是提供一种简易经济、环保实用的制备2,2-二羟甲基-1-(3^＇-磺酸钠-丙氧基)丁烷的方法。 

一种2,2-二羟甲基-1-(3＇-磺酸钠-丙氧基)丁烷的制备方法,包括以下步骤： 

（1）加成反应：

将质量分数10%-40%的亚硫酸氢盐溶液调节至pH=7，于60-70℃下缓慢滴加至装有三羟甲基丙烷单烯丙基醚和催化剂反应体系中，在转速为500-1000rpm条件下，强力搅拌至溶液形成泡沫，滴加时间为1.5-2.5h，滴加完毕后，升温至80-90℃，控制pH为6-7，以薄层色谱分析判断反应终点；

（2）粗产物提纯：

用稀硫酸酸化至pH值为2-4，同时搅拌除掉过量的SO₂，再用NaOH溶液中和至pH为6-7，减压蒸馏除去水分得到粗产物，将粗产物用溶剂充分溶解、过滤、重结晶、过滤、干燥，得到产物2,2-二羟甲基-1-(3＇-磺酸钠-丙氧基)丁烷；溶剂与粗产物质量分数比为15-5:1。

上述方法中，所述亚硫酸氢盐与三羟甲基丙烷单烯丙基醚的投料摩尔比为1-2:1，催化剂与三羟甲基丙烷单烯丙基醚的投料摩尔比为0.001-0.01:1。 

上述方法中，所述的亚硫酸氢盐包括亚硫酸氢铵、亚硫酸氢胺、碱金属亚硫酸氢盐及碱土金属亚硫酸氢盐中的一种以上，优选碱金属亚硫酸氢盐或亚硫酸氢铵。 

上述方法中，所述催化剂包括空气、硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铁、氯化铁、硝酸盐或过硫酸钠等氧化物中的一种以上，优选空气、硫酸铁、硫酸亚铁或过硫酸钠。 

上述方法中，所述溶剂为小分子醇类溶剂、甲苯、二甲苯、N,N-二甲基乙酰胺、N、N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮；所述小分子醇类溶剂包括甲醇、乙醇或异丙醇；优选小分子醇类溶剂甲醇、乙醇或异丙醇。