專利名稱：用乙二醇合成1,4-二氧六環-2-酮的方法
技術領域：
本發明屬于合成1,4-二氧六環-2-酮的技術，特別是一種用乙二啤合成1,4-二氧六 環-2-酮的方法。
背景技術：
1,4-二氧六環-2-酮作為一種新型的生物可降解材料的單體，在醫學，材料學，日用 品化學領域有著很重要的作用。現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制備，金屬催化劑的使用以及高溫反應使得反應過 程存在許多弊端，如選擇性較差、副反應多、催化劑無法回收、產物分離困難、環境 污染嚴重等。反應過程中的含氯有機酸的使用以及高溫反應很容易導致反應產物的裂 解，產物也易與原料一縮二乙二醇發生聚合皮應，使得反應的收率降低，產物分離困 難。而且金屬催化劑亞鉻酸銅的使用，使得反應成本增加，催化劑難以回收，工藝過 程極不經濟。為解決這一問題，國外已有文獻報道，如文獻(EP 113^664A2)。上述文 獻的公開制備過程為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0.5h 制得l，4-二氧六環-2-酮，或以1，4-二氧六環作溶劑，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0.5h制得產物。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，進而 對環境不友好，反應時間較長，工業可行性不高，以甲醇為反應介質時會有大量的酯 類副產物生成。
發明內容
本發明的目的在于提供一種反應條件溫和、工藝簡單、可操作性強、溶劑回收簡 便，且工業可行性高和成本低的用乙二醇合成1，4-二氧六環-2-酮的方法。
實現本發明目的的技術解決方案為 一種用乙二醇合成1,4-二氧六環-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行反應，乙二 醇過量，乙二醇和氫氧化鈉的摩爾比大于1.3，反應完畢后冷卻至室溫，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，補充乙二醇后，直接用于下一次 反應，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行 反應，氯乙酸鈉的用量與氫氧化鈉等摩爾，反應結束后加入環丁砜，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，得粗產物P-羥乙氧基乙酸鈉，常壓 蒸餾回收丙酮，殘液為環丁砜，直接循環使用；
第三步，1，4-二氧六環-2-酮的合成，即在含氧雜環溶劑中加入(3-羥乙氧基乙酸鈉， 邊攪拌邊緩慢滴加濃硫酸進行反應，反應結束后加入干燥劑，過濾，加入含氧雜環溶 劑洗滌，減壓蒸餾回收含氧雜環溶劑，殘液減壓蒸餾，收集餾份得到產物1，4-二氧六 環-2-酮，或者將殘液用脂肪族酯低溫重結晶得到產物1,4-二氧六環-2-酮。
本發明與現有技術相比，其顯著優點(1)以乙二醇為原料合成1,4-二氧六環-2-酮，產物易于分離，選擇性高，且反應所用溶劑均可高效回收，重復使用，環境友好。 (2)合成工藝簡單化，可操作性強，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境污染和生產成本的提高。(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 成本和對環境的污染，工業可行性強。(4)制備乙二醇單鈉的反應時間由原來的21h 減少到12h。采用過量的乙二醇， 一方面縮短了反應時間，同時過量的乙二醇直接作為 下一步反應的介質，簡化了實驗操作，減少了副反應。(5)回收乙二醇時，先向體系 中加入環丁砜，可以有效提高乙二醇的回收率，增加實驗的可操作性。(6)加入丙酮 稀釋反應混合物， 一方面可以洗去鹽中的有機物，同時可以提高環丁砜的回收率，丙 酮可以通過簡單蒸餾與環丁砜分離。(7)得到的鹽可以用水-甲醇-丙酮體系精制，也可 以直接用于成環反應。(8)成環反應中不采用醇為反應介質，可以有效避免酯類副產 物的生成。(9)反應選擇性好，分離提純簡單。 .
下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
圖1是合成乙二醇單鈉的反應方程式。 圖2是合成p-羥乙氧基乙酸鈉的反應方程式。 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-2-酮的方程式。 圖5是本發明用乙二醇合成1,4-二氧六環-2-酮的方法的流程圖。
具體實施方式
本發明用乙二醇合成l,4-二氧六環-2-酮的方法，以乙二醇為原料合成l， 4-二氧六 環-2-酮，產物易于分離，選擇性好，且反應.中所用溶劑均可高效回收，重復使用，環 境友好。反應過程為第一步，乙二醇單鈉的合成，將脫水劑、乙二醇和氫氧化鈉混 合進行反應，乙二醇過量，乙二醇和氫氧化鈉的摩爾比大于1.3，反應完畢后冷卻至室 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，補充乙二醇后， 直接用于下一次反應，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行 反應，氯乙酸鈉的用量與氫氧化鈉等摩爾，反應結束后加入環丁砜，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，得粗產物P-羥乙氧基乙酸鈉，常壓 蒸餾回收丙酮，殘液為環丁砜，直接循環使用。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3h 4h;加入環丁砜，在145'C 155'C減壓蒸餾。這里可以對粗產物(3-羥乙氧基乙酸鈉進行精制，即對粗產物P-羥乙氧基乙酸鈉進 行重結晶，將粗產物(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使用，無需將甲醇和丙酮精餾分離。采取精制工藝時，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，調至體積比例為5:9;甲 醇和丙酮混合液循環使用時，先將粗產物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行55。C減 壓蒸餾回收甲醇丙酮混合液，根據氣相色譜的峰面積比及校正因子，通過加入丙酮調6整混合液中體積比例為5:9。第三步，1,4-二氧六環-2-酮的合成，即在含氧雜環溶劑中加入(3-羥乙氧基乙酸鈉， 邊攪拌邊緩慢滴加濃硫酸進行反應，反應結束后加入干燥劑，過濾，加入含氧雜環溶 劑洗滌，減壓蒸餾回收含氧雜環溶劑，殘液減壓蒸餾，收集餾份得到產物1,4-二氧六 環-2-酮，或者將殘液用脂肪族酯低溫重結晶得到產物l,4-二氧六環-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和反應溫度為20°C 24°C;減壓精熘時，5KPa下收集109。C lirC下的餾 份。P-羥乙氧基乙酸鈉與98。/。的濃硫酸物質摩爾比為2.7: 1 3.1: 1。下面以實施例來說明上述反應過程。實施例l:結合圖5，本發明用乙二醇合成1,4-二氧六環-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，繼續升溫至126°C.~128°C，共沸蒸 餾，反應12h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應結束后，靜置分 層，倒出上層清液，為乙二醇和二甲苯的混合物，在下一循環套用，如圖1所示。第二步，在第一步反應剩余的固體(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， 繼續升溫至66'C 68X:,反應3h，溶液顏色由黃褐色轉變為橙黃色，反應結束后，靜 置冷卻至室溫，加入30ml環丁砜，轉移至單口燒瓶，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，殘液為環丁砜，直接循環使用，如圖2所示。第三步，在裝有40ml 1,4-二氧六環的三口燒瓶中加入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)，控制反應溫度為22°C 24°C， 反應lh，反應結束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml1， 4-二氧六環洗滌濾 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物在5KPa下減壓蒸餾，收集109'C 11(TC 餾分，為1，4-二氧六環-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。
實施例2:本發明用乙二醇合成l,4-二氧六環-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，繼續升溫至124。C 126。C，共沸蒸 餾，反應10h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應結束后，靜置分 層，倒出上層清液，為乙二醇和甲苯的混合物，在下一循環套用，如圖1所示。
第二步，在第一步反應剩余的固體(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， 繼續升溫至6(TC 62T:，反應4h，溶液顏色由黃褐色轉變為橙黃色，反應結束后，靜 置冷卻至室溫，加入30ml環丁砜，轉移至單口燒瓶，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，殘液為環丁砜，直接循環使用，如圖2所示。
第三步，在裝有40ml 1,4-二氧六環的三口燒瓶中加入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)，控制反應溫度為22。C 24'C， 反應lh，反應結束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml1， 4-二氧六環洗滌濾 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，繼續低溫冷卻，大量粉末狀晶體析出，為l，4-二 氧六環-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。
實施例3:本發明用乙二醇合成l,4-二氧六環-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，繼續升溫至120°C 122°C,共沸蒸餾，反應8h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應結束后，靜置分層， 倒出上層清液，為乙二醇和苯的混合物，在下一循環套用，如圖1所示。第二步，在第一步反應剩余的固體(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， 繼續升溫至64r 66'C，反應3h，溶液顏色由黃褐色轉變為橙黃色，反應結束后，靜 置冷卻至室溫，加入30ml環丁砜，轉移至單口燒瓶，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，殘液為環丁砜，直接循環使用，如圖2所示。第三步，在裝有40ml 1,4-二氧六環的三口燒瓶中加入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)，控制反應溫度為22'C 24'C， 反應lh，反應結束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml1， 4-二氧六環洗滌濾 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，繼續低溫冷卻，大量粉末狀晶體析出，為l,4-二 氧六環-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。實施例4:結合圖5，本發明用乙二醇合成l,4-二氧六環-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，繼續升溫至126'C 128'C，共沸蒸 餾，反應12h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應結束后，靜置分 層，倒出上層清液，為乙二醇和二甲苯的混合物，在下一循環套用，如圖1所示。第二步，在第一步反應剩余的固體(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， 繼續升溫至66'C 68'C,反應3h，溶液顏色由黃褐色轉變為橙黃色，反應結束后，靜 置冷卻至室溫，加入30ml環丁砜，轉移至單口燒瓶，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。 殘液為環丁砜，直接循環使用，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)，控制反應溫度為20°C 24°C， 反應lh，反應結束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml 1,4-二氧六環洗滌濾 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55ml，如 圖4所示。
第五步，向外觀為黃色油狀液體的產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，繼續低溫冷卻，大量粉末狀晶體析出，為l,4-二 氧六環-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。
實施例5:本發明用乙二醇合成l,4-二氧六環-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，繼續升溫至120°C 122°C，共沸蒸 餾，反應8h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應結束后，靜置分 層，倒出上層清液，為乙二醇和甲苯的混合物，在下一循環套用，如圖1所示。
第二步，在第一步反應剩余的固體(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， 繼續升溫至62。C 64'C，反應3h，溶液顏色由黃褐色轉變為橙黃色，反應結束后，靜
10置冷卻至室溫，加入30ml環丁砜，轉移至單口燒瓶，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。 殘液為環丁砜，直接循環使用，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)，控制反應溫度為20。C 24。C， 反應lh，反應結束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml 1,4-二氧六環洗滌濾 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55ml，如 圖4所示。第五步，將外觀為黃色油狀液體的產物在5KPa下減壓蒸鎦，收她109'C 110'C 餾分，1，4-二氧六環-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。實施例6:本發明用乙二醇合成1,4-二氧六環-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，繼續升溫至124°C 126°C，共沸蒸 餾，反應10h，溶液顏色變化為無色一淡黃色一黃色一黃褐色。反應結束后，靜置分 層，倒出上層清液，為乙二醇和甲苯的混合物，在下一循環套用，如圖1所示。第二步，在第一步反應剩余的固體(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， 繼續升溫至64。C 66。C，反應3h，溶液顏色由黃褐色轉變為橙黃色，反應結束后，靜鹽，干燥過夜，濾液于常壓70'C下蒸餾，回收丙酮175ml。 殘液為環丁砜，直接循環使用，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)，控制反應溫度為22'C 24'C ， 反應lh，反應結束后，加入5g無水硫酸鈉干燥，過濾，用20ml 1,4-二氧六環洗滌濾 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55ml，如 圖4所示。第五步，向外觀為黃色油狀液體的產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，繼續低溫冷卻，大量粉末狀晶體析出，為l,4-二 氧六環-2-酮，氣相色譜分析純度超過99%。
權利要求
1、一種用乙二醇合成1，4-二氧六環-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行反應，乙二醇過量，乙二醇和氫氧化鈉的摩爾比大于1.3，反應完畢后冷卻至室溫，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，補充乙二醇后，直接用于下一次反應，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行反應，氯乙酸鈉的用量與氫氧化鈉等摩爾，反應結束后加入環丁砜，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，得粗產物β-羥乙氧基乙酸鈉，常壓蒸餾回收丙酮，殘液為環丁砜，直接循環使用；第三步，1，4-二氧六環-2-酮的合成，即在含氧雜環溶劑中加入β-羥乙氧基乙酸鈉，邊攪拌邊緩慢滴加濃硫酸進行反應，反應結束后加入干燥劑，過濾，加入含氧雜環溶劑洗滌，減壓蒸餾回收含氧雜環溶劑，殘液減壓蒸餾，收集餾份得到產物1，4-二氧六環-2-酮，或者將殘液用脂肪族酯低溫重結晶得到產物1，4-二氧六環-2-酮。
2、 根據權利要求l所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環-2-酮的方法，其特征在于 對粗產物P-羥乙氧基乙酸鈉進行重結晶，將粗產物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使用，無需將甲醇和丙酮精餾分 離。
3、 根據權利要求2所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環-2-酮的方法，其特征在于 采取精制工藝時，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，調至體積比例為5:9;甲醇和丙酮混合液循環使用時，先將粗產物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、 根據權利要求2所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環-2-酮的方法，其特征在于 采取精制工藝時，甲醇丙酮混合溶液的回收套用按以下方法進行55'C減壓蒸餾回收 甲醇丙酮混合液，根據氣相色譜的峰面積比及校正因子，通過加入丙酮調整混合液中 體積比例為5:9。
5、 根據權利要求l所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環-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、 根據權利要求l或5所述的用乙二醇合成l，4-二氧六環-2-酮的方法，其特征在 于脫水劑為二甲苯、甲苯或苯。
7、 根據權利要求l所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環-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3h 4h;加入環 丁砜，在145。C 155'C減壓蒸餾。
8、 根據權利要求l所述的用乙二醇合成l，4-二氧六環-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、 根據權利要求l所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環-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和反應溫度為 20'C 24。C;減壓精餾時，5KPa下收集109。C lirC下的餾份。
10、 根據權利要求l所述的用乙二醇合成l,4-二氧六環-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/。的濃硫酸物質摩爾比為2.7: 1 3.1: 1。
全文摘要
本發明公開了一種用乙二醇合成1，4-二氧六環-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行反應，反應完畢后冷卻至室溫，靜置分層，分出上層液體，直接用于下一次反應，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行反應，反應結束后加入環丁砜，減壓蒸餾回收乙二醇，冷卻后加入丙酮，得粗產物β-羥乙氧基乙酸鈉；1，4-二氧六環-2-酮的合成，即在含氧雜環溶劑中加入β-羥乙氧基乙酸鈉，邊攪拌邊緩慢滴加濃硫酸進行反應，得到產物1，4-二氧六環-2-酮。本發明以乙二醇為合成原料，產物易于分離，選擇性高，且反應所用溶劑均可高效回收，重復使用，環境友好。
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 優先權日2008年7月15日
發明者奎 王, 王宏彬, 春 蔡 申請人:南通法茵克醫藥化工有限公司;南京理工大學