本發(fā)明屬于有機(jī)單體的合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺酸鈉(aeso-3)的制備，尤其涉及脂肪醇聚氧乙烯(3)醚磺酸鈉(aeso-3)的制備新方法，在混合溶劑法進(jìn)行合成?；旌先軇┓ǖ膬?yōu)點(diǎn)在于：一方面反應(yīng)溫度較低，混合溶劑對目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性好；另一方面可實(shí)現(xiàn)邊脫水邊反應(yīng)，最大程度的提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。

背景技術(shù)：

脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺酸鈉(簡稱aeso-3)為白色或淡黃色晶體。脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽類表面活性劑將烷氧基與磺酸基設(shè)計(jì)在同一個(gè)表面活性劑分子中，使其兼具陰離子抗高溫和非離子耐鹽的雙重優(yōu)點(diǎn)，另外，還使其具有優(yōu)良的泡沫性能、化學(xué)穩(wěn)定性和寬廣的ph適用范圍。將其應(yīng)用于三次采油技術(shù)中，在高溫、高礦化度、高鈣鎂離子油藏中前景廣闊。近年來，隨著石油開采的不斷進(jìn)行，常規(guī)油藏逐漸減少，開采難度加大，對脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽類抗鹽表面活性劑的開發(fā)和應(yīng)用具有重要的戰(zhàn)略意義。

據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽的合成方法有以下四種：

(1)stecker法：脂肪醇聚氧乙烯醚與亞硫酰氯(socl2)，在弱酸環(huán)境中，經(jīng)氯化反應(yīng)生成中間體氯代脂肪醇聚氧乙烯醚，氯代中間體在高溫條件下經(jīng)亞硫酸鹽磺化合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽，反應(yīng)方程式如下：

r(och2ch2)noh+socl2r(och2ch2)ncl+so2+hcl(1-1)

r(och2ch2)ncl+na2so3r(och2ch2)nso3na+nacl(1-2)

stecker法中的反應(yīng)式(1-1)在胺類化合物的催化下進(jìn)行氯化反應(yīng)，具有反應(yīng)條件溫和、操作步驟簡單、收率高等優(yōu)點(diǎn)，但反應(yīng)過程中會產(chǎn)生so2和hcl等酸性氣體，腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境；反應(yīng)式(1-2)需要在較高的壓力下進(jìn)行，對設(shè)備要求高，從而較難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

(2)aes磺化法：實(shí)驗(yàn)室以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(aes)為原料，水為溶劑，用na2so3和nahso3磺化制得脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鈉(aeso)，產(chǎn)率達(dá)到84％，產(chǎn)物純度達(dá)98％。鑒于該方法aes成本較高，尤其在實(shí)驗(yàn)室需要進(jìn)一步合成，所以該方法被擱置。

(3)丙磺酸內(nèi)酯法：丙磺酸內(nèi)酯是一種高效精細(xì)化工中間體，可向受體提供活性磺丙基中間體，通過磺丙基化反應(yīng)可以制備醇醚磺酸鹽，同時(shí)還可使分子具有陰離子的特性。反應(yīng)式如(1-3)和(1-4)：

2r(och2ch2)noh+2na→2r(och2ch2)nona+h2(1-3)

r(och2ch2)nona+so2ch2ch2ch2o→r(och2ch2)n+1ch2so3na(1-4)

由反應(yīng)式(1-3)和(1-4)可以看出，該反應(yīng)首先是在溶劑中將脂肪醇聚氧乙烯醚鈉化，再在一定條件下與丙磺酸內(nèi)酯磺化合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鈉。用丙磺酸內(nèi)酯磺化具有一定的優(yōu)點(diǎn)：合成反應(yīng)速率快、產(chǎn)率高、反應(yīng)條件溫和、副反應(yīng)少，是化合物中引入磺酸基團(tuán)的重要方法，一般以實(shí)驗(yàn)室研究為主。但1,3-丙烷磺內(nèi)酯工業(yè)來源不廣，原料成本高，且丙磺酸內(nèi)酯有致癌性，使其工業(yè)化應(yīng)用和推廣受到了極大的限制。

(4)磺烷基化法：磺烷基化法主要以烷基醇醚為原料生成醇醚磺酸鹽，該過程要借助一定的磺烷基化劑，磺烷基化劑通常為1～3個(gè)碳原子的有機(jī)磺酸鹽，其中還包括一個(gè)活性官能團(tuán)，其目的是為了在烷基醇醚分子上引入磺酸基。一般實(shí)驗(yàn)室用于合成的磺烷基化劑有2-羥乙基磺酸鈉，2-氯乙基磺酸鈉，乙烯基磺酸鈉等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在實(shí)驗(yàn)室中對脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鈉的合成方法進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)和工業(yè)化可行性研究，發(fā)現(xiàn)磺烷基化法制備aeso-3的合成方法相比較其他三種方法最好。從目前國內(nèi)外的文獻(xiàn)報(bào)道可以看出該方法仍存在以下問題：(1)合成過程分鈉化和取代兩步，在鈉化結(jié)束后需分離中間產(chǎn)物，且兩步反應(yīng)所用溶劑不同，兩次溶劑的回收既費(fèi)時(shí)又大量消耗能源；(2)單一溶劑的脫水效率不高；(3)第二步反應(yīng)所用磺烷基化劑含有結(jié)晶水，這部分水在第二步反應(yīng)的反應(yīng)條件下很難脫除，導(dǎo)致反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較低；(4)反應(yīng)溫度較高，能量損耗較大；(5)產(chǎn)物的收率和純度不高。為解決這一矛盾，本發(fā)明將兩步反應(yīng)在同一反應(yīng)器和混合溶劑中連續(xù)進(jìn)行，不必將中間產(chǎn)物分離出來?；旌先軇┑氖褂貌坏_保合成過程高效脫水，而且降低了反應(yīng)的溫度，降低了副產(chǎn)物的生成速率，節(jié)約了大量的能量，產(chǎn)品的純度和收率分別達(dá)到80％和75％以上。

本發(fā)明是脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-3)與2-氯乙基磺酸鈉及naoh在苯和環(huán)己烷的混合溶劑中反應(yīng)，在溫度為74～76℃、常壓下，一鍋法合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鈉(aeso-3)。

具體制備方法包括以下工藝步驟：將15g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-3)加入裝有攪拌器和溫度計(jì)的三口燒瓶中，量取30～45ml苯和環(huán)己烷的混合溶劑(體積比為2:1～4:1)，控制aeo-3與混合溶劑體積比為1:2～1:3，再向三口燒瓶中加入1.89～2.08g固體naoh，控制aeo-3與naoh的摩爾比為1:1～1:1.1，在溫度為74～76℃下脫水3～4h，等脫水結(jié)束后，按aeo-3與c2h4clso3na的摩爾比為1:0.8～1:1，稱量8.19～10.24g固體c2h4clso3na分3～4批加入，且每批間隔在1～2h，在溫度為74～76℃下反應(yīng)4～6h，反應(yīng)結(jié)束后用無水乙醇將粗產(chǎn)物多次洗滌、過濾、濃縮、重結(jié)晶和干燥，最后得到白色或淡黃色晶體，其收率為75～85％，純度為80～87％。

反應(yīng)方程式如下所示。

r(och2ch2)3oh+naoh→r(och2ch2)3ona+h2o

r(och2ch2)3ona+clch2ch2so3na→r(och2ch2)3och2ch2so3na+nacl

本發(fā)明的目的是提供一鍋法合成脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺酸鈉(aeso-3)的制備方法。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是用混合溶劑法合成脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺酸鈉(aeso-3)。

aeso-3紅外光譜分析(ftir)：將干燥的產(chǎn)物制樣，在傅里葉紅外光譜儀上測定紅外光譜，分辨率為4cm^-1，波數(shù)范圍400～4000cm^-1，掃描30次。aeso-3脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺酸鈉的ftir圖譜見圖1，從圖1可以看出在1636cm^-1處出現(xiàn)了強(qiáng)的c＝o振動吸收峰，2916cm^-1為-ch2的特征吸收峰，1465cm^-1為-ch＝ch-的吸收，3302～3573cm^-1為o-h伸縮振動吸收峰。

附圖說明

圖1是脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺酸鈉(aeso-3)的ftir圖譜。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

將15g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-3)加入裝有攪拌器和溫度計(jì)的三口燒瓶中，量取30ml苯和環(huán)己烷混合溶劑(體積比4:1)，其中aeo-3與混合溶劑體積比為1:2，向三口燒瓶中加入1.89g固體naoh，控制aeo-3與naoh的摩爾比為1:1，在溫度為76℃下回流脫水4h。等脫水結(jié)束后，按aeo-3與c2h4clso3na的摩爾比為1:1，稱量8.19g固體c2h4clso3na分4批加入，每批間隔在1h，該反應(yīng)過程在上述溫度下持續(xù)6h。反應(yīng)結(jié)束后用無水乙醇將粗產(chǎn)物洗滌、過濾、濃縮、重結(jié)晶和干燥，即得到淡黃色晶體，其收率為75％，純度為80％。

實(shí)施例二

將15g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-3)加入裝有攪拌器和溫度計(jì)的三口燒瓶中，量取30ml苯和環(huán)己烷混合溶劑(體積比2:1)，其中aeo-3與混合溶劑體積比為1:2，在水浴溫度為74℃時(shí)回流，向三口燒瓶中加入1.89g固體naoh，控制aeo-3與naoh的摩爾比為1:1，在上述溫度下回流脫水4h。脫水結(jié)束后，按aeo-3與c2h4clso3na的摩爾比為1:1，稱量8.19g固體c2h4clso3na分4批加入，每批間隔在1h，該反應(yīng)過程在上述溫度下持續(xù)6h。反應(yīng)結(jié)束后用無水乙醇將粗產(chǎn)物多次洗滌、過濾、濃縮、重結(jié)晶和干燥，即得到淡黃色晶體，其收率為76％，純度為82％。

實(shí)施例三

將15g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-3)加入裝有攪拌器和溫度計(jì)的三口燒瓶中，量取30ml苯和環(huán)己烷混合溶劑(體積比3:1)，其中aeo-3與混合溶劑體積比為1:2，在水浴溫度為75℃時(shí)回流，向三口燒瓶中加入1.89g固體naoh，控制aeo-3與naoh的摩爾比為1:1，在上述溫度下回流脫水4h。脫水結(jié)束后，按aeo-3與c2h4clso3na的摩爾比為1:1，稱量8.19g固體c2h4clso3na分4批加入，每批間隔在1h，該反應(yīng)過程在上述溫度下持續(xù)6h。反應(yīng)結(jié)束后用無水乙醇將粗產(chǎn)物多次洗滌、過濾、濃縮、重結(jié)晶和干燥，即得到淡黃色晶體，其收率為75％，純度為81％。

實(shí)施例四

將15g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-3)加入裝有攪拌器和溫度計(jì)的三口燒瓶中，量取30ml苯和環(huán)己烷混合溶劑(體積比4:1)，其中aeo-3與混合溶劑體積比為1:2，在水浴溫度為76℃時(shí)回流，向三口燒瓶中加入naoh1.89g，其中aeo-3與naoh的摩爾比為1:1，在上述溫度下共沸脫水4h。脫水結(jié)束后，按aeo-3與c2h4clso3na的摩爾比為1:0.8，稱量6.55g固體c2h4clso3na分4批加入，每批間隔在1h，該反應(yīng)過程在上述溫度下持續(xù)6h。反應(yīng)結(jié)束后用無水乙醇將粗產(chǎn)物多次洗滌、過濾、濃縮、重結(jié)晶和干燥，即得到淡黃色晶體，其收率為80％，純度為82％。

實(shí)施例五

將15g脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-3)加入裝有攪拌器和溫度計(jì)的三口燒瓶中，量取30ml苯和環(huán)己烷混合溶劑(體積比4:1)，其中aeo-3與混合溶劑體積比為1:2，在水浴溫度為76℃時(shí)回流，向三口燒瓶中加入1.89g固體naoh，其中aeo-3與naoh的摩爾比為1:1，在上述溫度下脫水3h。脫水結(jié)束后，按aeo-3與c2h4clso3na的摩爾比為1:1，稱量8.19g固體c2h4clso3na分4批加入，每批間隔在1h，該反應(yīng)過程在上述溫度下持續(xù)4h。反應(yīng)結(jié)束后用無水乙醇將粗產(chǎn)物多次洗滌、過濾、濃縮、重結(jié)晶和干燥，即得到淡黃色晶體，其收率為80％，純度為83％。