專利名稱：一種烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉的制備方法，屬于有機(jī)化合物合成技術(shù)領(lǐng)域。其制備方法是以順丁烯二酸酐和脂肪醇反應(yīng)，生成馬來(lái)酸單烷基酯，中和后得到單烷基酯馬來(lái)酸鈉，以N，-N 二甲基甲酰胺為溶劑，碘化鹽和三乙胺為催化劑，單烷基酯馬來(lái)酸鈉和氯丙烯反應(yīng)，得到烯丙基馬來(lái)酸烷基酯，在隊(duì)存在下，亞硫酸氫鈉溶液和馬來(lái)酸雙酯反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后通過(guò)除去部分水分得到一定濃度烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉溶液，或者蒸掉所有水分得到烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉。此方法無(wú)環(huán)境污染和毒性殘留，目標(biāo)產(chǎn)品收率高，產(chǎn)品廣泛用于乳液聚合領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
乳化劑是乳液合成過(guò)程中必不可少的成分，傳統(tǒng)的乳化劑，如陰離子的SDS和非離子的NP-40分子相對(duì)較小且具有流動(dòng)性，在聚合過(guò)程中這些表面活性分子往往趨向于向聚合物膜的表面層遷移，導(dǎo)致膠膜低粘附性和耐水性差。避免乳化劑遷移問(wèn)題的一個(gè)有效方法是采用聚合型表面活性劑，因其具有可聚合的碳碳雙鍵，在聚合過(guò)程中可通過(guò)化學(xué)鍵合到乳膠顆粒中。含有馬來(lái)酸或琥珀酸基團(tuán)的反應(yīng)型表面活性劑很容易化學(xué)鍵合到乳膠顆粒表面層，而且聚合結(jié)束后，連續(xù)相中殘留的乳化劑量很低。這類反應(yīng)型乳化劑的合成方法一般是采用烷基化、烯丙基化和磺化三步法合成，由于第二步的烯丙基化反應(yīng)較難進(jìn)行，使得最終目標(biāo)產(chǎn)物收率很低。烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉合成文獻(xiàn)報(bào)道較少，公開(kāi)文獻(xiàn)“十二烷基烯丙基酯琥珀酸鈉的合成”，南華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，18 (4)的第二步采用固相合成方法；“琥珀酸雙酯磺酸鈉類反應(yīng)型表面活性劑的合成”，精細(xì)化工，2006，23 (6)， 報(bào)道的第二步反應(yīng)是采用丙酮做溶劑，碳酸鈉做催化劑，沒(méi)有給出相關(guān)收率數(shù)據(jù)。本發(fā)明分別以正丁醇，正辛醇、2-乙基己醇、癸醇、十二醇、十四醇，十六醇為原料，合成了七種不同碳鏈的烯丙基型琥珀酸雙酯磺酸鈉鹽，本發(fā)明也采用了三步法合成目標(biāo)化合物，但是和文獻(xiàn)報(bào)道的三步法有明顯區(qū)別，主要區(qū)別是把單酯鈉鹽的反應(yīng)單獨(dú)作為第二步反應(yīng)，烯丙基化和磺化反應(yīng)作為第三步反應(yīng)。由于將單酯轉(zhuǎn)變成鈉鹽，采用碘化鹽作催化劑，N, N-二甲基甲酰胺(DMF)做溶劑，再和氯丙烯反應(yīng)，使烯丙基化反應(yīng)的收率最高達(dá)到92%。本發(fā)明提出的合成路線和工藝不僅具有反應(yīng)操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)收率高，污染少，易工業(yè)化操作的優(yōu)點(diǎn)，而且可以得到高收率的目標(biāo)化合物。

發(fā)明內(nèi)容
馬來(lái)酸酐與脂肪醇發(fā)生開(kāi)環(huán)酯化反應(yīng)生成馬來(lái)酸單酯，用氫氧化鈉水溶液將其中和成鹽干燥后，再與氯丙烯反應(yīng)生成馬來(lái)酸雙酯，最后通過(guò)馬來(lái)酸雙酯與亞硫酸氫鈉發(fā)生選擇性磺化反應(yīng)得到烯丙基型琥珀酸磺酸鈉。其步驟為以下三步(1)將C4-C16脂肪醇和順丁烯二酸酐(摩爾比為1 1 1. 5)，在催化劑無(wú)水乙酸鈉存在下反應(yīng)，通氮?dú)釯Omin后在一定溫度下反應(yīng)一定時(shí)間后，除去雜質(zhì)后干燥得單酯；(2)將單酯溶于丙酮，在一定溫度下滴加NaOH溶液，攪拌一定時(shí)間，過(guò)濾干燥得單酯鈉鹽。(3)將單酯鈉鹽、催化劑和溶劑加熱到一定溫度后，滴加氯丙烯，反應(yīng)一段時(shí)間后， 完成烯丙基化反應(yīng)，再升溫到預(yù)定溫度后滴入亞硫酸氫鈉溶液，反應(yīng)結(jié)束后除去溶劑和水分得到磺化產(chǎn)物。反應(yīng)方程式如圖所示
權(quán)利要求
1.一種烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉的制備方法，包括單酯化，烯丙基化和磺化，其特征在于(1)將C4-C16脂肪醇和順丁烯二酸酐(摩爾比為1 1 1. ，在催化劑無(wú)水乙酸鈉存在下反應(yīng)，通氮?dú)釯Omin后在一定溫度下反應(yīng)一段時(shí)間后，除去雜質(zhì)后干燥得單酯。(2)將單酯溶于丙酮，在一定溫度下滴加NaOH溶液，攪拌一定時(shí)間，過(guò)濾干燥得單酯鈉鹽。(3)將單酯鈉鹽、催化劑和溶劑加熱到一定溫度后，滴加氯丙烯，反應(yīng)一段時(shí)間后，完成烯丙基化反應(yīng)，再升溫到一定溫度，滴入一定濃度亞硫酸氫鈉溶液，反應(yīng)一定時(shí)間，蒸去溶劑和部分水分，得到磺化產(chǎn)物。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其特征在于步驟(1)所述的脂肪醇、酸酐和無(wú)水乙酸鈉的摩爾比是1 1 1.5 0.01 0.02 ；反應(yīng)溫度為80-110°C，反應(yīng)時(shí)間為1 5h。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)所用的脂肪醇可以是正丁醇、2-乙基己醇、正辛醇，癸醇，十二醇，十四醇，十六醇。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)除去雜質(zhì)的方法是先用去離子水進(jìn)行洗滌除去酸酐，再用石油醚(60-90°C )進(jìn)行洗滌除去未反應(yīng)的醇。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)所用溫度為60°C，時(shí)間是0.5-1.^！。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)所用NaOH溶液的濃度10%-40%。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)所述的烯丙基化反應(yīng)催化劑是碘化鹽， 可以是碘化鈉，碘化鉀，單酯鈉鹽和催化劑的摩爾比是1 0.01 0.02。
8.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)所述的烯丙基化反應(yīng)溫度是50 80°C，反應(yīng)時(shí)間是4 》1。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)所述的烯丙基化反應(yīng)用溶劑可以是丙酮、N、N-二甲基甲酰胺，溶劑與單酯鈉鹽的摩爾比是30 40 1。
10.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟C3)所述磺化反應(yīng)用雙酯和亞硫酸氫鈉摩爾比是1 1.0 1.2，反應(yīng)溫度是80 120°C，反應(yīng)時(shí)間是3 》1。
11.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟C3)所述亞硫酸氫鈉溶液質(zhì)量濃度是 20 50%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉的制備方法，屬于有機(jī)化合物合成技術(shù)領(lǐng)域。采用碳鏈長(zhǎng)度大于4的有機(jī)醇和順丁烯二酸酐反應(yīng)制備馬來(lái)酸單烷基酯，烷基酯再通過(guò)鹽化得到單酯鈉鹽，單酯鈉鹽在一鍋里完成烯丙基化和磺化后得到烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉。本發(fā)明克服了烯丙基化反應(yīng)效率低的缺點(diǎn)，通過(guò)對(duì)各步反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，目標(biāo)產(chǎn)品收率可以達(dá)到70％，本發(fā)明的方法使烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鈉的制備效率提高、制備成本低。
文檔編號(hào)C07C303/32GK102199112SQ20111008143
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者姜威, 張黎明, 徐寶財(cái), 辛秀蘭 申請(qǐng)人:北京工商大學(xué)