CN102702040B - 高纯度多库酯钠的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制备多库酯钠的方法，包括2-乙基己醇与马来酸酐的酯化步骤，以及使得到的酯与亚硫酸氢钠在水溶液中的磺化步骤，其特征在于，还包括如下的粗产物纯化步骤：将磺化后的粗产品在醇-水体系中进行结晶，得到含水晶体，然后将所述含水晶体溶于无水醇中，减压蒸馏除去溶剂，得到无水多库酯钠，其中，所述醇-水体系使用的醇选自由甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇构成的组，所述无水醇选自乙醇、正丙醇和异丙醇。本发明的方法可以获得高纯度的多库酯钠。
Description
技术领域
本发明涉及有机物的制备方法，具体涉及高纯度多库酯钠的制备方法。
背景技术
多库酯钠又名辛丁酯磺酸钠（Dioctyl Sodium、Sulfosuceinate）,为表面活性剂，口服后在肠内可使水和脂肪类物质浸入粪便，促其软化，适用于排便无力如肛门、直肠病患者，或术后病人。多库酯钠的合成通常采用两步法，第一步是使马来酸酐与2-乙基己醇在无机酸或者有机酸的存在下进行酯化反应；第二步是使得到的酯与亚硫酸氢钠在水溶液中进行磺化反应，得到多库酯钠。尽管多库酯钠有较大的需求量，但是市场上供应的产品纯度并不高，95-96%左右，根据现有技术公开的文献，得不到含量在99%以上的产品，例如根据Colloid Polym Sci277:1051-1057(1999)公开的方法仅得到含量96%左右的多库酯钠。
因此，现有技术需要研究开发高纯度多库酯钠的制备工艺。
发明内容
本发明目的是提供一种高纯度多库酯钠的制备方法，以解决现有技术不能得到纯度高于99%的多库酯钠的问题。
根据本发明的用于制备高纯度多库酯钠的方法包括2-乙基己醇与马来酸酐的酯化步骤、使得到的酯与亚硫酸氢钠在水溶液中的磺化步骤、以及如下的粗产物纯化步骤：将磺化后的粗产品在醇-水体系中进行结晶，得到含水晶体，然后将所述含水晶体溶于无水醇中，减压蒸馏除去溶剂，得到无水多库酯钠，其中，所述醇-水体系使用的醇选自由甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇构成的组，所述无水醇选自乙醇、正丙醇和异丙醇。
在一种具体实施方式中，上述醇-水体系中醇与水的比例按体积比为6～10:1，优选为8～10:1。
在一种具体实施方式中，先将所述粗产品溶于50～80℃的醇中，完全溶解后，再加入预定量的水，自然冷却至室温，然后置于5～-12℃下静置结晶。
在一种具体实施方式中，先将所述粗产品溶于50～80℃的醇中，完全溶解后，加入适量活性炭，搅拌、过滤，再向滤液中加入预定量的水，自然冷却至室温，然后置于5～-12℃下静置结晶。
作为对上述各种实施方式的优选，向醇-水体系中引入甲苯，醇与甲苯的比例以体积计优选为10-15:1。
本发明的另一种制备高纯度多库酯钠的方法包括2-乙基己醇与马来酸酐的酯化步骤，以及使得到的酯与亚硫酸氢钠在水溶液中的磺化步骤，在酯化步骤中使用强酸性阳离子交换树脂作为催化剂。在这种实时方式中，前述的各种技术特征同样可以作为进一步的优选方案。
具体实施方式
本文中的术语“粗产品”是指在水溶液中用亚硫酸氢钠磺化顺丁烯二酸二（2-乙基）己酯后的反应体系被除去水后的产品。
现有技术中导致多库酯钠纯度不高的原因可能有两个方面：第一，缺乏高效的提纯方法，使副产物没有充分去除。例如，在磺化反应中，亚硫酸氢钠或焦亚硫酸氢钠往往需要过量，从而造成产物中有亚硫酸氢钠等盐的残留，现行方法中产物的纯化一般依赖溶解、过滤、脱出溶剂，即纯化依赖于杂质不溶解，而目标产物并没有以纯净的状态从体系中分出；第二，采用的强酸性酯化催化剂造成副反应程度较高，例如部分催化剂本身被引入到反应产物中，而由于这些副产物的物性与目标产物较为接近，彻底分离较为困难。
基于前述理解，发明人进行了大量的尝试，从而完成本发明。
在本发明的第一方面，提出一种提纯多库酯钠粗产品的方法，该方法包括，首先在醇-水体系中进行结晶，得到高纯度含水晶体，然后将含水晶体溶于无水醇中，减压蒸馏除去溶剂，得到无水多库酯钠。
在本发明中，上述醇-水体系使用的醇选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇，其中优选甲醇和乙醇。醇与水的比例按体积比适宜在6～10:1，醇的比例过高则不能完全去除残留的亚硫酸氢钠，水的比例过高会使产物流失较多，降低收率。在本发明的典型实施方式中，采用甲醇或乙醇组成醇-水体系，醇-水比例优选为8-10:1。醇-水比例的高低还与磺化反应中亚硫酸氢钠的过量程度有关，对于上述比例，亚硫酸氢钠的过量程度适宜在15-23%之间，典型地在15-20%之间。
采用上述比例的醇-水体系，只需对粗产品进行一次处理，就可以获得高纯度的多库酯钠，纯度通常在99%以上。
在实施本发明时，可以将预先配好的醇-水溶剂分批或者连续加入到粗产品中，同时进行搅拌，溶解温度控制在50～80℃的范围，溶剂的用量以粗产品刚好完全溶解为宜。溶解后将溶液置于5～-12℃进行结晶。作为优选方式，先将粗产品溶于50～80℃的醇中，完全溶解后，再加入预定量的水，自然冷却至室温，然后置于5～-12℃、优选0～-8℃下静置结晶。这种操作方式可以提高产品的纯度，另外还可以避免引入过量的醇溶剂。在需要的情况下，还可以在加入水之前，向醇溶液中引入适量活性炭，以吸附粗产品中的少量不溶性有机杂质。
发明人发现，当向醇-水体系中引入甲苯时，会进一步提高多库酯钠的析出率。在这种实施方式中，醇与甲苯的比例以体积计为例如10-15:1。引入甲苯可能从两方面对本发明有利：其一，促使粗产品中的亚硫酸氢钠完全溶于水中；其二，使体系极性降低，促进高极性的多库酯钠更充分地从体系中析出，而未磺化的副产品（具有较低的极性）则不太容易析出。
接下来，将获得的多库酯钠含水结晶溶于无水醇中，再减压回收醇，得到无水产品。这里使用的醇可以是乙醇、正丙醇或异丙醇，这些醇皆可以与水形成共沸物。在应用例中，乙醇是优选的。本发明排除了使用甲醇的实时方式，发明人发现，使用甲醇作为无水醇不能实现本发明的目的。
在本发明的第二方面，提供一种改进的用于合成多库酯钠的方法。本方法以强酸性阳离子交换树脂为酯化催化剂，进行马来酸酐的酯化。发明人比较了大量不同基体的离子交换树脂，例如，苯乙烯系、丙烯酸(酯)系、酚醛系(fp)、环氧系(epa)、乙烯吡啶系(vp)、脲醛系(ua)等，发现最适合本发明的是带有磺酸基的苯乙烯-二乙烯苯系强酸性阳离子交换树脂，可以使用的例子包括001x7（732）型、734型、DH型、D001型、D002型、D061型、D072型、JK008型等，或者是它们的组合物，最优选为001x7（732）型离子交换树脂。
发明人发现，采用本发明选定的离子交换树脂，可以明显提高产品收率，也容易得到高纯度的目标产品。不希望受理论的束缚，可能有几种原因可以解释本技术方案的优势：其一，采用本发明选定固体酸催化剂，催化剂本身不会加成到马来酸的C—C双键中（可能是由于过高的空间位阻），催化剂不会被消耗，因此催化剂可以维持高的催化活性，也减少了副反应。其二，即使在终止酯化时有部分磺酸基加成到马来酸中，但是由于该磺酸基同时被键合到苯乙烯基体上，加成副产物被固定在催化剂上，不会进入下一步反应体系，而该副产物在后续的反应过程中是处于加成-消除的动态平衡，部分会恢复成烯键结构，因而从总体上表现为没有副反应。第三，采用本发明选定的催化剂，可以摒弃传统的高温酯化法，而将温度由120℃以上降低为80～100℃，这可能也会减少因高温导致的副产物。
实施例1
在一个装有分水器、回流冷凝管和温度计的500mL的三口瓶中，加入顺丁烯二酸酐50g（0.5mol），2-乙基己醇230mL（1.50mol）、对甲苯磺酸1.0g(5mmol)、甲苯50mL，摇匀，油浴加热到回流，控制内温在125～140℃，反应约1.5hr，分水器中分出水9mL(理论生成水量9mL)，停止反应，冷却淡黄色反应液，先后用等体积的水洗、10%的NaHCO3溶液（100ml）洗，再用水（2×100mL）洗，减压蒸馏回收甲苯和2-乙基己醇，得到淡黄色油状顺丁烯二酸二（2-乙基）己酯163.4g，收率96.0%。
将顺丁烯二酸二（2-乙基）己酯340g（1.0mol）、NaHSO3125g（1.2mol）、水300mL加到1000mL高压釜中，密闭，于105～110℃搅拌反应8hr，得到粘稠无色透明液，趁热倒出反应液，冷却将半透明膏状物分散，于100℃真空干燥过夜（约14小时），得到淡黄色半透明橡胶状多库酯钠粗品410g。
多库酯钠粗品410g，溶于850mL无水甲醇，有少量不溶物，加入4～5g活性炭，过滤，滤液加入90mL水，冷却至－5℃，析出晶体，结晶过夜，抽滤，得335g多库酯钠晶体（含1.5个结晶水）。将该晶体溶于1500mL无水乙醇中，减压回收乙醇得302g粉末状多库酯钠，磺化终收率68.0%，纯度99.5%。
实施例2
反应操作步骤同实施例1，提纯步骤按下述操作：多库酯钠粗品410g，溶于900mL无水乙醇，有少量不溶物，加入4～5g活性炭，过滤，滤液加入90mL水和90mL甲苯，冷却至－5℃，析出晶体，结晶过夜，抽滤，得348g含水晶体。将该结晶物溶于1500mL无水乙醇中，减压回收乙醇，得314g粉末状多库酯钠，磺化收率70.7%，纯度99.5%。
实施例3
在一个装有分水器、回流冷凝管和温度计的1000mL的三口瓶中，加入顺丁烯二酸酐50g（0.5mol），2-乙基己醇230mL（1.50mol）、25g001x7（732）阳离子交换树脂、甲苯100mL，摇匀，油浴加热到回流，控制内温在100℃，反应约3hr，分水器中分出水9mL(理论生成水量9mL)，停止反应，冷却淡黄色反应液，过滤除去交换树脂，树脂用50mL水洗两次，减压蒸馏回收甲苯和2-乙基己醇，得到淡黄色油状顺丁烯二酸二（2-乙基）己酯163.4g，收率96.0%。
将顺丁烯二酸二（2-乙基）己酯340g（1.0mol）、NaHSO3125g（1.2mol）、水300mL加到1000mL高压釜中，密闭，于105～110℃搅拌反应8hr，得到粘稠无色透明液，趁热倒出反应液，冷却将半透明膏状物分散，于100℃真空干燥过夜（约14小时），得到无色半透明橡胶状多库酯钠粗品410g。
多库酯钠粗品410g，溶于900mL无水甲醇，无明显不溶物，加入3g活性炭，过滤，滤液加入90mL水，冷却至－5℃，析出晶体，结晶过夜，抽滤，得364g产品。将该结晶物溶于1500mL无水乙醇中，减压回收乙醇得327g粉末状多库酯钠，磺化收率73.6%，纯度99.5%。
实施例4
反应操作步骤同实施例3，提纯步骤按下述操作：多库酯钠粗品410g，溶于900mL无水乙醇，有少量不溶物，加入3g活性炭，过滤，滤液加入90mL水和90mL甲苯，冷却至－5℃，析出晶体，结晶过夜，抽滤，得372g含水晶体。将该结晶物溶于1500mL无水乙醇中，减压回收乙醇得333g粉末状多库酯钠，磺化收率75.0%，纯度99.9%。
以上结合具体实施例对本发明的技术方案做了阐述，这些实施例不能被理解为对本发明的限制。本领域的技术人员可以对其作各种更改和变化。本发明的保护范围应以权利要求及其等同变换为限。
Claims (9)
1.用于制备多库酯钠的方法，包括2-乙基己醇与马来酸酐的酯化步骤，以及使得到的酯与亚硫酸氢钠在水溶液中的磺化步骤，其特征在于，还包括如下的粗产物纯化步骤：
将磺化后的粗产品在醇-水体系中进行结晶，得到含水晶体，然后将所述含水晶体溶于无水醇中，减压蒸馏除去溶剂，得到无水多库酯钠，其中，所述醇-水体系使用的醇选自由甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇构成的组，所述无水醇选自乙醇、正丙醇和异丙醇,亚硫酸氢钠的过量程度在15-23%之间，所述醇-水体系中，醇与水的比例按体积比为6～10:1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醇-水体系中，醇与水的比例按体积比为8～10:1。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，先将所述粗产品溶于50～80℃的醇中，完全溶解后，再加入预定量的水，自然冷却至室温，然后置于5～-12℃下静置结晶。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，先将所述粗产品溶于50～80℃的醇中，完全溶解后，加入适量活性炭，搅拌、过滤，再向滤液中加入预定量的水，自然冷却至室温，然后置于5～-12℃下静置结晶。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，向醇-水体系中引入甲苯。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，醇与甲苯的比例以体积计为10-15:1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在酯化步骤中使用强酸性阳离子交换树脂作为催化剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述强酸性阳离子交换树脂是带有磺酸基的苯乙烯-二乙烯苯系强酸性阳离子交换树脂。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述强酸性阳离子交换树脂是001x7型树脂。
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