[发明专利]一种2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法

说明书

本发明公开了一种2,4‑丁烷磺酸内酯的合成方法，包括以下步骤：一、在惰性气体全程保护下将1,3‑丙烷磺内酯溶解在第一有机溶剂中，然后分批次加入钠氢，加毕后升温至40~50℃；二、滴加甲基化试剂，滴加完毕后保温反应；三、降至室温后加入冰水，第二有机溶剂萃取，将第二有机溶剂层负压精馏，得到最终产物2,4‑丁烷磺酸内酯。上述合成方法具有原料成本低、操作步骤简单、反应条件温和、反应步骤少、易提纯等优点。

技术领域

本发明涉及一种磺酸内酯衍生物的合成技术领域，特别涉及一种2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法。

背景技术

磺酸内酯衍生物的应用十分广泛，应用领域包括燃料工业和纺织工业的上胶与染整、锂离子电池电解液的添加剂以及感光材料等领域，因此用廉价简便的方法合成磺酸内酯衍生物在未来的市场空间将非常可观。

2,4-丁烷磺酸内酯是一种典型的磺烷基化试剂，目前2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法主要有以下几种：

第一种合成方法：先将丁烯氯用二氧化硫磺化为氯丁烷磺酸，然后分子内缩合，脱氯化氢为2,4-丁烷磺酸内酯；由于磺化剂二氧化硫为气体，所以反应条件比较苛刻，且收率较低。

第二种合成方法：以亚硫酸氢钠将巴豆醛磺化为醛基丁烷磺酸钠，然后在雷尼镍催化加氢条件下生成羟基丁烷磺酸钠，再经酸化高温分子内脱水生成2,4-丁烷磺酸内酯；由于雷尼镍催化加氢条件为高压加氢还原，所以反应条件比较苛刻，且后续操作比较繁琐。

第三种合成方法：先将1,3-丙烷磺酸内酯用正丁基锂拔氢，后加入溴甲烷，生成2,4-丁烷磺酸内酯；由于正丁基锂比较活泼，所以反应温度需要很低，对设备要求等比较苛刻；此外甲基化试剂溴甲烷在室温条件下为气体，安全性能较低、操作也不便。

综上，目前2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法普遍存在反应条件苛刻、操作步骤繁琐，反应步骤长，收率低等问题。

发明内容

本发明所需解决的技术问题是：提供一种2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，该方法工艺简单、反应步骤少、反应条件温和、产品收率高。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的一种2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，包括以下步骤：

一、在惰性气体全程保护下将1,3-丙烷磺内酯溶解在第一有机溶剂中，然后分批次加入钠氢，加毕后升温至40~50℃；

二、滴加甲基化试剂，滴加完毕后保温反应；

三、降至室温后加入冰水，第二有机溶剂萃取，将第二有机溶剂层负压精馏，得到最终产物2,4-丁烷磺酸内酯。

进一步地，前述的一种2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，其中，第一步骤中的第一有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲苯中的一种或一种以上，第一有机溶剂的水分含量小于50ppm。

进一步地，前述的一种2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，其中，第一步骤中先投入1,3-丙烷磺内酯，再投入第一有机溶剂，室温搅拌0.5~1h；然后分批次加入钠氢，控制反应温度不超过40℃；加毕后升温至40~50℃，保温反应0.5~1h。

进一步地，前述的一种2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，其中，1,3-丙烷磺内酯和钠氢的摩尔比为1:（1.1~1.2）。

进一步地，前述的一种2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，其中，第二步骤中甲基化试剂为碘甲烷和硫酸二甲酯中的一种或者两种。

进一步地，前述的一种2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，其中，第二步骤中控制反应液的温度为60℃以下，甲基化试剂的滴加时间至少为0.5h，甲基化试剂滴加完毕后的保温反应时间为0.5~1h。

进一步地，前述的一种2,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，其中，1,3-丙烷磺内酯和甲基化试剂的摩尔比为1:（1.05~1.1）。