專利名稱：用乙二醇合成1,4-二氧六環(huán)-2-酮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合成1,4-二氧六環(huán)-2-酮的技術(shù)，特別是一種用乙二啤合成1,4-二氧六 環(huán)-2-酮的方法。
背景技術(shù)：
1,4-二氧六環(huán)-2-酮作為一種新型的生物可降解材料的單體，在醫(yī)學(xué)，材料學(xué)，日用 品化學(xué)領(lǐng)域有著很重要的作用。現(xiàn)有合成該化合物的方法主要以一縮二乙二醇為原料， 通過金屬催化劑催化下的脫氫反應(yīng)制備，金屬催化劑的使用以及高溫反應(yīng)使得反應(yīng)過 程存在許多弊端，如選擇性較差、副反應(yīng)多、催化劑無法回收、產(chǎn)物分離困難、環(huán)境 污染嚴(yán)重等。反應(yīng)過程中的含氯有機(jī)酸的使用以及高溫反應(yīng)很容易導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物的裂 解，產(chǎn)物也易與原料一縮二乙二醇發(fā)生聚合皮應(yīng)，使得反應(yīng)的收率降低，產(chǎn)物分離困 難。而且金屬催化劑亞鉻酸銅的使用，使得反應(yīng)成本增加，催化劑難以回收，工藝過 程極不經(jīng)濟(jì)。為解決這一問題，國外已有文獻(xiàn)報(bào)道，如文獻(xiàn)(EP 113^664A2)。上述文 獻(xiàn)的公開制備過程為1200g的二甲苯，409.7g的乙二醇，240g的氫氧化鈉(三者摩 爾比為1.9: l丄1)，共沸蒸餾21h，制得乙二醇單鈉。然后以乙二醇為溶劑，按摩爾 比為l: l加入氯乙酸鈉，與乙二醇鈉反應(yīng)3h制得(3-羥乙氧基乙酸鈉鹽。然后以甲醇 作溶劑，攪拌下按(與P-羥乙氧基乙酸鈉)摩爾比l: l加入35。/。的HCl，反應(yīng)0.5h 制得l，4-二氧六環(huán)-2-酮，或以1，4-二氧六環(huán)作溶劑，攪拌下按(與P-羥乙氧基乙酸鈉) 摩爾比2: l加入98。/。的H2SO4，反應(yīng)0.5h制得產(chǎn)物。該制備工藝存在的缺陷是步驟 繁多，溶劑使用量大，且無溶劑回收，使用大量丙酮甲醇等溶劑，無回收工藝，進(jìn)而 對環(huán)境不友好，反應(yīng)時(shí)間較長，工業(yè)可行性不高，以甲醇為反應(yīng)介質(zhì)時(shí)會有大量的酯 類副產(chǎn)物生成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)條件溫和、工藝簡單、可操作性強(qiáng)、溶劑回收簡 便，且工業(yè)可行性高和成本低的用乙二醇合成1，4-二氧六環(huán)-2-酮的方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為 一種用乙二醇合成1,4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，
包括以下步驟第一步，乙二醇單鈉的合成，將脫水劑、乙二醇和氫氧化鈉混合進(jìn)行反應(yīng)，乙二 醇過量，乙二醇和氫氧化鈉的摩爾比大于1.3，反應(yīng)完畢后冷卻至室溫，靜置分層，分 出上層液體，上層液體為脫水劑和乙二醇的混合物，補(bǔ)充乙二醇后，直接用于下一次 反應(yīng)，下層乙二醇單鈉中夾帶的乙二醇無需分離；
第二步，P-羥乙氧基乙酸鈉的合成，將乙二醇、氯乙酸鈉和乙二醇單鈉混合進(jìn)行 反應(yīng)，氯乙酸鈉的用量與氫氧化鈉等摩爾，反應(yīng)結(jié)束后加入環(huán)丁砜，減壓蒸餾回收乙 二醇，冷卻后加入丙酮，攪拌均勻后，減壓過濾，得粗產(chǎn)物P-羥乙氧基乙酸鈉，常壓 蒸餾回收丙酮，殘液為環(huán)丁砜，直接循環(huán)使用；
第三步，1，4-二氧六環(huán)-2-酮的合成，即在含氧雜環(huán)溶劑中加入(3-羥乙氧基乙酸鈉， 邊攪拌邊緩慢滴加濃硫酸進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入干燥劑，過濾，加入含氧雜環(huán)溶 劑洗滌，減壓蒸餾回收含氧雜環(huán)溶劑，殘液減壓蒸餾，收集餾份得到產(chǎn)物1，4-二氧六 環(huán)-2-酮，或者將殘液用脂肪族酯低溫重結(jié)晶得到產(chǎn)物1,4-二氧六環(huán)-2-酮。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)(1)以乙二醇為原料合成1,4-二氧六環(huán)-2-酮，產(chǎn)物易于分離，選擇性高，且反應(yīng)所用溶劑均可高效回收，重復(fù)使用，環(huán)境友好。 (2)合成工藝簡單化，可操作性強(qiáng)，可以省去了 P-羥乙氧基乙酸鈉的精制工藝，從而 解決了甲醇丙酮等溶劑的大量使用所造成環(huán)境污染和生產(chǎn)成本的提高。(3)如果采取|3-
羥乙氧基乙酸鈉的精制工藝，甲醇丙酮等溶劑的回收套用工藝，最大程度降低了生產(chǎn) 成本和對環(huán)境的污染，工業(yè)可行性強(qiáng)。(4)制備乙二醇單鈉的反應(yīng)時(shí)間由原來的21h 減少到12h。采用過量的乙二醇， 一方面縮短了反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)過量的乙二醇直接作為 下一步反應(yīng)的介質(zhì)，簡化了實(shí)驗(yàn)操作，減少了副反應(yīng)。(5)回收乙二醇時(shí)，先向體系 中加入環(huán)丁砜，可以有效提高乙二醇的回收率，增加實(shí)驗(yàn)的可操作性。(6)加入丙酮 稀釋反應(yīng)混合物， 一方面可以洗去鹽中的有機(jī)物，同時(shí)可以提高環(huán)丁砜的回收率，丙 酮可以通過簡單蒸餾與環(huán)丁砜分離。(7)得到的鹽可以用水-甲醇-丙酮體系精制，也可 以直接用于成環(huán)反應(yīng)。(8)成環(huán)反應(yīng)中不采用醇為反應(yīng)介質(zhì)，可以有效避免酯類副產(chǎn) 物的生成。(9)反應(yīng)選擇性好，分離提純簡單。 .
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是合成乙二醇單鈉的反應(yīng)方程式。 圖2是合成p-羥乙氧基乙酸鈉的反應(yīng)方程式。 圖3是(3-羥乙氧基乙酸鈉精制過程示意圖。 圖4是合成1， 4-二氧六環(huán)-2-酮的方程式。 圖5是本發(fā)明用乙二醇合成1,4-二氧六環(huán)-2-酮的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，以乙二醇為原料合成l， 4-二氧六 環(huán)-2-酮，產(chǎn)物易于分離，選擇性好，且反應(yīng).中所用溶劑均可高效回收，重復(fù)使用，環(huán) 境友好。反應(yīng)過程為第一步，乙二醇單鈉的合成，將脫水劑、乙二醇和氫氧化鈉混 合進(jìn)行反應(yīng)，乙二醇過量，乙二醇和氫氧化鈉的摩爾比大于1.3，反應(yīng)完畢后冷卻至室 溫，靜置分層，分出上層液體，上層液體為脫水劑和乙二醇的混合物，補(bǔ)充乙二醇后， 直接用于下一次反應(yīng)，下層乙二醇單鈉中夾帶的乙二醇無需分離。上述脫水劑、乙二 醇和氫氧化鈉混合后在120'C 128t:共沸蒸餾8h 12h。其中，脫水劑為二甲苯、甲 苯或苯。第二步，P-羥乙氧基乙酸鈉的合成，將乙二醇、氯乙酸鈉和乙二醇單鈉混合進(jìn)行 反應(yīng)，氯乙酸鈉的用量與氫氧化鈉等摩爾，反應(yīng)結(jié)束后加入環(huán)丁砜，減壓蒸餾回收乙 二醇，冷卻后加入丙酮，攪拌均勻后，減壓過濾，得粗產(chǎn)物P-羥乙氧基乙酸鈉，常壓 蒸餾回收丙酮，殘液為環(huán)丁砜，直接循環(huán)使用。其中，乙二醇、氯乙酸鈉和乙二醇單 鈉混合后在60。C 68'C反應(yīng)3h 4h;加入環(huán)丁砜，在145'C 155'C減壓蒸餾。這里可以對粗產(chǎn)物(3-羥乙氧基乙酸鈉進(jìn)行精制，即對粗產(chǎn)物P-羥乙氧基乙酸鈉進(jìn) 行重結(jié)晶，將粗產(chǎn)物(3-羥乙氧基乙酸鈉加入水和甲醇混合液中，72'C 90'C攪拌0.5~lh， 冷卻后，加入丙酮，減壓過濾，得到精制產(chǎn)物(3-羥乙氧基乙酸鈉，常壓蒸餾，回收甲 醇和丙酮混合液循環(huán)使用，無需將甲醇和丙酮精餾分離。采取精制工藝時(shí)，對溶劑甲 醇、丙酮回收套用，即回收的甲醇和丙酮混合液中加入丙酮，調(diào)至體積比例為5:9;甲 醇和丙酮混合液循環(huán)使用時(shí)，先將粗產(chǎn)物P-羥乙氧基乙酸鈉溶于水中，然后再加入甲 醇和丙酮混合液。對于甲醇丙酮混合溶液的回收套用還可以按以下方法進(jìn)行55。C減 壓蒸餾回收甲醇丙酮混合液，根據(jù)氣相色譜的峰面積比及校正因子，通過加入丙酮調(diào)6整混合液中體積比例為5:9。第三步，1,4-二氧六環(huán)-2-酮的合成，即在含氧雜環(huán)溶劑中加入(3-羥乙氧基乙酸鈉， 邊攪拌邊緩慢滴加濃硫酸進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入干燥劑，過濾，加入含氧雜環(huán)溶 劑洗滌，減壓蒸餾回收含氧雜環(huán)溶劑，殘液減壓蒸餾，收集餾份得到產(chǎn)物1,4-二氧六 環(huán)-2-酮，或者將殘液用脂肪族酯低溫重結(jié)晶得到產(chǎn)物l,4-二氧六環(huán)-2-酮。其中，脂肪 族酯為乙酸乙酯、乙酸丁酯或丙酸丁酯。緩慢滴加濃硫酸，控制滴加速度在3.5ml/h 4.8ml/h和反應(yīng)溫度為20°C 24°C;減壓精熘時(shí)，5KPa下收集109。C lirC下的餾 份。P-羥乙氧基乙酸鈉與98。/。的濃硫酸物質(zhì)摩爾比為2.7: 1 3.1: 1。下面以實(shí)施例來說明上述反應(yīng)過程。實(shí)施例l:結(jié)合圖5，本發(fā)明用乙二醇合成1,4-二氧六環(huán)-2-酮，省去了P-羥乙氧基 乙酸鈉的精制工藝，即省去圖3所示的精制歩驟。其過程如下。第一步，在裝有100m二甲苯，50ml乙二醇的四口燒瓶中，加入10g的氫氧化鈉， 緩慢升溫至7(TC 8(TC，攪拌溶解為淡黃色液體，繼續(xù)升溫至126°C.~128°C，共沸蒸 餾，反應(yīng)12h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應(yīng)結(jié)束后，靜置分 層，倒出上層清液，為乙二醇和二甲苯的混合物，在下一循環(huán)套用，如圖1所示。第二步，在第一步反應(yīng)剩余的固體(乙二醇單鈉和少量乙二醇混合物)中加入50ml 乙二醇，緩慢升溫至56"C 58。C，攪拌至均勻，邊攪拌邊緩慢加入28.5g氯乙酸鈉， 繼續(xù)升溫至66'C 68X:,反應(yīng)3h，溶液顏色由黃褐色轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色，反應(yīng)結(jié)束后，靜 置冷卻至室溫，加入30ml環(huán)丁砜，轉(zhuǎn)移至單口燒瓶，155'C下減壓蒸餾，回收乙二醇 約70ml，減壓蒸餾結(jié)束后，冷卻至50。C以下，加入180ml丙酮，攪拌，減壓過濾，得 淡黃色的P-羥乙氧基乙酸鈉的粗鹽，干燥過夜，濾液收集后常壓7(TC下蒸餾回收丙酮 175ml，殘液為環(huán)丁砜，直接循環(huán)使用，如圖2所示。第三步，在裝有40ml 1,4-二氧六環(huán)的三口燒瓶中加入20gP-羥乙氧基乙酸鈉，室 溫下攪拌均勻，緩慢滴加2.8ml98。/。濃硫酸(0.8h滴完)，控制反應(yīng)溫度為22°C 24°C， 反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml1， 4-二氧六環(huán)洗滌濾 餅，收集橙黃色濾液，7(TC減壓蒸餾，回收1,4-二氧六環(huán)55ml，得黃色油狀液體，如 圖4所示。第四步將外觀為黃色油狀液體的產(chǎn)物在5KPa下減壓蒸餾，收集109'C 11(TC 餾分，為1，4-二氧六環(huán)-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。
實(shí)施例2:本發(fā)明用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮，省去了 P-羥乙氧基乙酸鈉的 精制工藝，其過程如下。
第一步，在裝有100ml甲苯，60ml乙二醇的四口燒瓶中，加入10g的氫氧化鈉， 緩慢升溫至7(TC 8(TC,攪拌溶解為淡黃色液體，繼續(xù)升溫至124。C 126。C，共沸蒸 餾，反應(yīng)10h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應(yīng)結(jié)束后，靜置分 層，倒出上層清液，為乙二醇和甲苯的混合物，在下一循環(huán)套用，如圖1所示。
第二步，在第一步反應(yīng)剩余的固體(乙二醇單鈉和少量乙二醇混合物)中加入50ml 乙二醇，緩慢升溫至56t: 58。C，攪拌至均勻，邊攪拌邊緩慢加入28.5g氯乙酸鈉， 繼續(xù)升溫至6(TC 62T:，反應(yīng)4h，溶液顏色由黃褐色轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色，反應(yīng)結(jié)束后，靜 置冷卻至室溫，加入30ml環(huán)丁砜，轉(zhuǎn)移至單口燒瓶，145。C下減壓蒸餾，回收乙二醇 約76ml，減壓蒸餾結(jié)束后，冷卻至50'C以下，加入180ml丙酮，攪拌，減壓過濾，得 淡黃色的P-羥乙氧基乙酸鈉的粗鹽，干燥過夜，濾液收集后常壓70'C下蒸餾回收丙酮 175ml，殘液為環(huán)丁砜，直接循環(huán)使用，如圖2所示。
第三步，在裝有40ml 1,4-二氧六環(huán)的三口燒瓶中加入20g(3-羥乙氧基乙酸鈉，室 溫下攪拌均勻，緩慢滴加2.6ml98。/。濃硫酸(0.6h滴完)，控制反應(yīng)溫度為22。C 24'C， 反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml1， 4-二氧六環(huán)洗滌濾 餅，收集橙黃色濾液，7(TC減壓蒸餾，回收1，4-二氧六環(huán)55ml，得黃色油狀液體，如 圖4所示。
第四步向外觀為黃色油狀液體的產(chǎn)物中加入等體積的丙酸丁酯，加熱至沸騰， 常溫下冷卻后析出少量粉末狀晶體，繼續(xù)低溫冷卻，大量粉末狀晶體析出，為l，4-二 氧六環(huán)-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。
實(shí)施例3:本發(fā)明用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮，省去了(3-羥乙氧基乙酸鈉的
精制工藝，其過程如下。
第一步，在裝有100ml苯，70ml乙二醇的四口燒瓶中，加入10g的氫氧化鈉，緩 慢升溫至7(TC 8(TC，攪拌溶解為淡黃色液體，繼續(xù)升溫至120°C 122°C,共沸蒸餾，反應(yīng)8h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應(yīng)結(jié)束后，靜置分層， 倒出上層清液，為乙二醇和苯的混合物，在下一循環(huán)套用，如圖1所示。第二步，在第一步反應(yīng)剩余的固體(乙二醇單鈉和少量乙二醇混合物)中加入50ml 乙二醇，緩慢升溫至56。C 58。C，攪拌至均勻，邊攪拌邊緩慢加入28.5g氯乙酸鈉， 繼續(xù)升溫至64r 66'C，反應(yīng)3h，溶液顏色由黃褐色轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色，反應(yīng)結(jié)束后，靜 置冷卻至室溫，加入30ml環(huán)丁砜，轉(zhuǎn)移至單口燒瓶，15(TC下減壓蒸餾，回收乙二醇 約85ml，減壓蒸餾結(jié)束后，冷卻至50'C以下，加入180ml丙酮，攪拌，減壓過濾，得 淡黃色的P-羥乙氧基乙酸鈉的粗鹽，干燥過夜，濾液收集后常壓7(TC下蒸餾回收丙酮 175ml，殘液為環(huán)丁砜，直接循環(huán)使用，如圖2所示。第三步，在裝有40ml 1,4-二氧六環(huán)的三口燒瓶中加入20gP-羥^氧基乙酸鈉，室 溫下攪拌均勻，緩慢滴加2.4ml98。/。濃硫酸(0.5h滴完)，控制反應(yīng)溫度為22'C 24'C， 反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml1， 4-二氧六環(huán)洗滌濾 餅，收集橙黃色濾液，7(TC減壓蒸餾，回收1，4-二氧六環(huán)55ml，得黃色油狀液體，如 圖4所示。第四歩，向外觀為黃色油狀液體的產(chǎn)物中加入等體積的乙酸乙酯，加熱至沸騰， 常溫下冷卻后析出少量粉末狀晶體，繼續(xù)低溫冷卻，大量粉末狀晶體析出，為l,4-二 氧六環(huán)-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。實(shí)施例4:結(jié)合圖5，本發(fā)明用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮，并增加了(3-輕乙氧 基乙酸鈉的精制工藝，其過程如下。第一步，在裝有100ml二甲苯，50ml乙二醇的四口燒瓶中，加入10g的氫氧化鈉， 緩慢升溫至7(TC 8(TC，攪拌溶解為淡黃色液體，繼續(xù)升溫至126'C 128'C，共沸蒸 餾，反應(yīng)12h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應(yīng)結(jié)束后，靜置分 層，倒出上層清液，為乙二醇和二甲苯的混合物，在下一循環(huán)套用，如圖1所示。第二步，在第一步反應(yīng)剩余的固體(乙二醇單鈉和少量乙二醇混合物)中加入50ml 乙二醇，緩慢升溫至56。C 58'C，攪拌至均勻，邊攪拌邊緩慢加入28.5g氯乙酸鈉， 繼續(xù)升溫至66'C 68'C,反應(yīng)3h，溶液顏色由黃褐色轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色，反應(yīng)結(jié)束后，靜 置冷卻至室溫，加入30ml環(huán)丁砜，轉(zhuǎn)移至單口燒瓶，155。C下減壓蒸餾，回收乙二醇200810124420.5
約70ml，減壓蒸餾結(jié)束后，冷卻至5(TC，加入180ml丙酮，攪拌，減壓過濾，得淡黃 色的(3-羥乙氧基乙酸鈉的粗鹽，干燥過夜，墟液于常壓7(TC下蒸餾，回收丙酮175ml。 殘液為環(huán)丁砜，直接循環(huán)使用，如圖2所示。
第三步，在裝有34ml水，113ml甲醇的四口燒瓶中，加入50g(3-,羥乙氧基乙酸鈉 的粗鹽，攪拌均勻后，緩慢升溫至7(TC,加熱回流0.5h，冷卻至50'C，加入204ml丙酮， 攪拌，減壓過濾，得純白色的P-羥乙氧基乙酸鈉鹽，干燥過夜。濾液70。C常壓蒸餾， 回收甲醇和丙酮混合液270ml,每10ml回收液加0.2ml丙酮，然后按甲醇丙酮體積比 5: 9，加入甲醇丙酮，配置317ml甲醇丙酮混合液，用于下次重結(jié)晶(先用34ml水溶 解粗鹽，加熱回流，冷卻后加入317ml甲醇丙酮混合液，減壓過濾，并回收甲醇丙酮 混合液)，如圖3所示。
第四步，在裝有40ml 1,4-二氧六環(huán)的三口燒瓶中加入20g(3-羥乙氧基乙酸鈉，室 溫下攪拌均勻，緩慢滴加2.8ml98y。濃硫酸(0.8h滴完)，控制反應(yīng)溫度為20°C 24°C， 反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml 1,4-二氧六環(huán)洗滌濾 餅，收集橙黃色濾液，7(TC減壓蒸餾，得黃色油狀液體，回收1,4二氧六環(huán)55ml，如 圖4所示。
第五步，向外觀為黃色油狀液體的產(chǎn)物中加入等體積的乙酸乙酯，加熱至沸騰， 常溫下冷卻后析出少量粉末狀晶體，繼續(xù)低溫冷卻，大量粉末狀晶體析出，為l,4-二 氧六環(huán)-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。
實(shí)施例5:本發(fā)明用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮，并增加了 P-羥乙氧基乙酸鈉 的精制工藝，其過程如下。
第一步，在裝有100ml甲苯，60ml乙二醇的四口燒瓶中，加入10g的氫氧化鈉， 緩慢升溫至7(rC 8(TC，攪拌溶解為淡黃色液體，繼續(xù)升溫至120°C 122°C，共沸蒸 餾，反應(yīng)8h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應(yīng)結(jié)束后，靜置分 層，倒出上層清液，為乙二醇和甲苯的混合物，在下一循環(huán)套用，如圖1所示。
第二步，在第一步反應(yīng)剩余的固體(乙二醇單鈉和少量乙二醇混合物)中加入50m
乙二醇，緩慢升溫至56。C 58。C，攪拌至均勻，邊攪拌邊緩慢加入28.5g氯乙酸鈉， 繼續(xù)升溫至62。C 64'C，反應(yīng)3h，溶液顏色由黃褐色轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色，反應(yīng)結(jié)束后，靜
10置冷卻至室溫，加入30ml環(huán)丁砜，轉(zhuǎn)移至單口燒瓶，145。C下減壓蒸餾，回收乙二醇 約80ml，減壓蒸餾結(jié)束后，冷卻至50。C，加入180ml丙酮，攪拌，減壓過濾，得淡黃 色的(3-羥乙氧基乙酸鈉的粗鹽，干燥過夜，濾液于常壓7(TC下蒸餾，回收丙酮175ml。 殘液為環(huán)丁砜，直接循環(huán)使用，如圖2所示。第三步，在裝有34ml水的四口燒瓶中，加入50gP-羥乙氧基乙酸鈉的粗鹽，攪拌 均勻后，緩慢升溫至10(TC，加熱回流0.5h，冷卻至5(TC,加入317ml甲醇丙酮混合液 (上一循環(huán)的回收母液配制)，攪拌，減壓過濾，得純白色的(3-羥乙,基乙酸鈉鹽，干 燥過夜。濾液70'C常壓蒸餾，回收甲醇和丙酮混合液270ml，每10ml回收液加0.2ml 丙酮，然后按甲醇丙酮體積比5: 9，加入甲醇丙酮，配置317ml甲醇丙酮混合液，用 于下次重結(jié)晶(先用34ml水溶解粗鹽，加熱回流，冷卻后加入317ml甲醇丙酮混合液， 減壓過濾，并回收甲醇丙酮混合液)，如圖3所示。第四步，在裝有40ml 1,4-二氧六環(huán)的三口燒瓶中加入20gP-羥乙氧基乙酸鈉，室 溫下攪拌均勻，緩慢滴加2.4ml98。/。濃硫酸(0.5h滴完)，控制反應(yīng)溫度為20。C 24。C， 反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml 1,4-二氧六環(huán)洗滌濾 餅，收集橙黃色濾液，70'C減壓蒸餾，得黃色油狀液體，回收1,4二氧六環(huán)55ml，如 圖4所示。第五步，將外觀為黃色油狀液體的產(chǎn)物在5KPa下減壓蒸鎦，收她109'C 110'C 餾分，1，4-二氧六環(huán)-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。實(shí)施例6:本發(fā)明用乙二醇合成1,4-二氧六環(huán)-2-酮，并增加了 P-羥乙氧基乙酸鈉 的精制工藝，其過程如下。第一步，在裝有100ml甲苯，70ml乙二醇的四口燒瓶中，加入10g的氫氧化鈉， 緩慢升溫至7(TC 8(TC，攪拌溶解為淡黃色液體，繼續(xù)升溫至124°C 126°C，共沸蒸 餾，反應(yīng)10h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應(yīng)結(jié)束后，靜置分 層，倒出上層清液，為乙二醇和甲苯的混合物，在下一循環(huán)套用，如圖1所示。第二步，在第一步反應(yīng)剩余的固體(乙二醇單鈉和少量乙二醇混合物)中加入50ml 乙二醇，緩慢升溫至56。C 58。C，攪拌至均勻，邊攪拌邊緩慢加入28.5g氯乙酸鈉， 繼續(xù)升溫至64。C 66。C，反應(yīng)3h，溶液顏色由黃褐色轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色，反應(yīng)結(jié)束后，靜鹽，干燥過夜，濾液于常壓70'C下蒸餾，回收丙酮175ml。 殘液為環(huán)丁砜，直接循環(huán)使用，如圖2所示。第三步，在裝有34ml水的四口燒瓶中，加入50gP-羥乙氧基乙酸鈉的粗鹽，攪拌 均勻后，緩慢升溫至10(TC，加熱回流0.5h，冷卻至50'C，加入317ml甲醇丙酮混合液 (上一循環(huán)的回收母液配制)，攪拌，減壓過濾，得純白色的P-羥乙氧基乙酸鈉鹽，干 燥過夜。濾液7(TC常壓蒸餾，回收甲醇和丙酮混合液270ml，每10ml回收液加0.2ml 丙酮，然后按甲醇丙酮體積比5: 9，加入甲ll丙酮，配置317ml甲醇丙酮混合液，用 于下次重結(jié)晶(先用34ml水溶解粗鹽，加熱回流，冷卻后加入317ml甲醇丙酮混合液， 減壓過濾，并回收甲醇丙酮混合液)，如圖3所示。 '第四步，在裝有40ml 1,4-二氧六環(huán)的三口燒瓶中加入20g!3-羥乙氧基乙酸鈉，室 溫下攪拌均勻，緩慢滴加2.6ml98Q/。濃硫酸(0.6h滴完)，控制反應(yīng)溫度為22'C 24'C ， 反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml 1,4-二氧六環(huán)洗滌濾 餅，收集橙黃色濾液，70'C減壓蒸餾，得黃色油狀液體，回收1,4二氧六環(huán)55ml，如 圖4所示。第五步，向外觀為黃色油狀液體的產(chǎn)物中加入等體積的乙酸丁酯，加熱至沸騰， 常溫下冷卻后析出少量粉末狀晶體，繼續(xù)低溫冷卻，大量粉末狀晶體析出，為l,4-二 氧六環(huán)-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。
權(quán)利要求
1、一種用乙二醇合成1，4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，其特征在于包括以下步驟第一步，乙二醇單鈉的合成，將脫水劑、乙二醇和氫氧化鈉混合進(jìn)行反應(yīng)，乙二醇過量，乙二醇和氫氧化鈉的摩爾比大于1.3，反應(yīng)完畢后冷卻至室溫，靜置分層，分出上層液體，上層液體為脫水劑和乙二醇的混合物，補(bǔ)充乙二醇后，直接用于下一次反應(yīng)，下層乙二醇單鈉中夾帶的乙二醇無需分離；第二步，β-羥乙氧基乙酸鈉的合成，將乙二醇、氯乙酸鈉和乙二醇單鈉混合進(jìn)行反應(yīng)，氯乙酸鈉的用量與氫氧化鈉等摩爾，反應(yīng)結(jié)束后加入環(huán)丁砜，減壓蒸餾回收乙二醇，冷卻后加入丙酮，攪拌均勻后，減壓過濾，得粗產(chǎn)物β-羥乙氧基乙酸鈉，常壓蒸餾回收丙酮，殘液為環(huán)丁砜，直接循環(huán)使用；第三步，1，4-二氧六環(huán)-2-酮的合成，即在含氧雜環(huán)溶劑中加入β-羥乙氧基乙酸鈉，邊攪拌邊緩慢滴加濃硫酸進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入干燥劑，過濾，加入含氧雜環(huán)溶劑洗滌，減壓蒸餾回收含氧雜環(huán)溶劑，殘液減壓蒸餾，收集餾份得到產(chǎn)物1，4-二氧六環(huán)-2-酮，或者將殘液用脂肪族酯低溫重結(jié)晶得到產(chǎn)物1，4-二氧六環(huán)-2-酮。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，其特征在于 對粗產(chǎn)物P-羥乙氧基乙酸鈉進(jìn)行重結(jié)晶，將粗產(chǎn)物P-羥乙氧基乙酸鈉加入水和甲醇混 合液中，72。C 90。C攪拌0.5 lh，冷卻后，加入丙酮，減壓過濾，得到精制產(chǎn)物(3-羥乙 氧基乙酸鈉，常壓蒸餾，回收甲醇和丙酮混合液循環(huán)使用，無需將甲醇和丙酮精餾分 離。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，其特征在于 采取精制工藝時(shí)，對溶劑甲醇、丙酮回收套用，即回收的甲醇和丙酮混合液中加入丙 酮，調(diào)至體積比例為5:9;甲醇和丙酮混合液循環(huán)使用時(shí)，先將粗產(chǎn)物P-羥乙氧基乙酸 鈉溶于水中，然后再加入甲醇和丙酮混合液。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，其特征在于 采取精制工藝時(shí)，甲醇丙酮混合溶液的回收套用按以下方法進(jìn)行55'C減壓蒸餾回收 甲醇丙酮混合液，根據(jù)氣相色譜的峰面積比及校正因子，通過加入丙酮調(diào)整混合液中 體積比例為5:9。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，其特征在于第一步中的脫水劑、乙二醇和氫氧化鈉混合后在12(TC 128'C共沸蒸餾8h 12h。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l或5所述的用乙二醇合成l，4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，其特征在 于脫水劑為二甲苯、甲苯或苯。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，其特征在于 第二步中的乙二醇、氯乙酸鈉和乙二醇單鈉混合后在60。C 68。C反應(yīng)3h 4h;加入環(huán) 丁砜，在145。C 155'C減壓蒸餾。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用乙二醇合成l，4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，其特征在于 第三步中的脂肪族酯為乙酸乙酯、乙酸丁酯或丙酸丁酯。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮的方歩，其特征在于 第三步中的緩慢滴加濃硫酸，控制滴加速度在3.5ml / h 4.8 ml / h和反應(yīng)溫度為 20'C 24。C;減壓精餾時(shí)，5KPa下收集109。C lirC下的餾份。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環(huán)-2-酮的方法，其特征在于 第三步中的P-羥乙氧基乙酸鈉與98Q/。的濃硫酸物質(zhì)摩爾比為2.7: 1 3.1: 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用乙二醇合成1，4-二氧六環(huán)-2-酮的方法。該方法包括乙二醇單鈉的合成，將脫水劑、乙二醇和氫氧化鈉混合進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后冷卻至室溫，靜置分層，分出上層液體，直接用于下一次反應(yīng)，下層乙二醇單鈉中夾帶的乙二醇無需分離；β-羥乙氧基乙酸鈉的合成，將乙二醇、氯乙酸鈉和乙二醇單鈉混合進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入環(huán)丁砜，減壓蒸餾回收乙二醇，冷卻后加入丙酮，得粗產(chǎn)物β-羥乙氧基乙酸鈉；1，4-二氧六環(huán)-2-酮的合成，即在含氧雜環(huán)溶劑中加入β-羥乙氧基乙酸鈉，邊攪拌邊緩慢滴加濃硫酸進(jìn)行反應(yīng)，得到產(chǎn)物1，4-二氧六環(huán)-2-酮。本發(fā)明以乙二醇為合成原料，產(chǎn)物易于分離，選擇性高，且反應(yīng)所用溶劑均可高效回收，重復(fù)使用，環(huán)境友好。
文檔編號C07D319/12GK101628909SQ200810124420
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者奎 王, 王宏彬, 春 蔡 申請人:南通法茵克醫(yī)藥化工有限公司;南京理工大學(xué)