聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法与流程

专利2026-08-23  9


本发明涉及有机物合成,尤其涉及一种聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法。


背景技术:

1、聚二硫二丙烷磺酸钠(sps)作为一种重要的化学原料,为白色或浅黄色粉末,易吸潮,水溶性强,微溶于醇类,可存放在阴凉干燥处。在实际应用中,聚二硫二丙烷磺酸钠应用广泛,用于酸性镀铜光亮剂,可得到装饰性和功能性镀层(如:印刷电路板);聚二硫二丙烷磺酸钠可以和典型镀铜配方中如非离子表面活性剂、聚胺和其它巯基化合物结合使用,也可以与染料结合使用。

2、现有技术中,聚二硫二丙烷磺酸钠的合成方法主要采用硫化氢或硫化盐等无机物与有机物磺化,并结合碱化或氧化等工艺制备得到。其中,直接采用硫化氢作为原料进行碱化磺化法,由于硫化氢属于剧毒类气体,存在较大的安全隐患,且还存在能耗高、生产成本大、难以得到高纯度产品的技术缺陷。

3、目前,采用硫化盐进行聚二硫二丙烷磺酸钠的合成方法如下:发明专利(申请号为cn201710092055.3)公开了一种明以1,3-丙烷磺内酯为原料,与硫代硫酸钠在醇类物质与水的混合溶剂中反应制备彭特盐,然后再对制得的彭特盐进行碱化和氧化,制得聚二硫二丙烷磺酸钠;该工艺中氧化反应的温度较高,且对工艺条件控制要求严格,容易在碱解时有限发生副反应,生成硫酸钠,而硫酸钠结晶呈胶状物,难以除去,容易导致sps的产率和纯度急剧下降,不利于工业化生产。

4、发明专利(申请号为cn202211370844.6)公开了一种聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,以1,3-丙烷磺内酯和硫脲作为起始原料,采用树脂交换法,经过氧化反应和碱中和反应得到聚二硫二丙烷磺酸钠;此工艺以氨水作为碱调节剂,氨水用量大,且反应引入铵离子,需要使用阳离子树脂去除铵离子,使反应体系用水量增加,后续结晶需要蒸馏大量水,造成能耗过高,同时也有大量废水产生,存在资源浪费与环境污染的问题。

5、有鉴于此,有必要设计一种改进的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,以解决上述问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,以硫代酰胺类化合物与1,3-丙烷磺酸内酯为原料直接进行磺化氧化,制得聚二硫二丙烷磺酸钠,以解决现有技术中聚二硫二丙烷磺酸钠制备温度偏高、收率、有效含量偏低及能耗高的技术问题。

2、为实现上述发明目的,本发明提供了一种聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,包括以下步骤:

3、s1、将硫代酰胺类化合物、1,3-丙烷磺酸内酯与溶剂混合后搅拌均匀,反应得到3-硫亚胺基丙烷磺酸溶液;所述硫代酰胺类化合物与所述1,3-丙烷磺酸内酯的摩尔比为1:(1.01~1.10);

4、s2、向步骤s1的所述3-硫亚胺基丙烷磺酸溶液中加入调节剂,控制溶液的ph>10,继续向所述3-硫亚胺基丙烷磺酸溶液中加入氧化剂进行氧化反应,再经减压浓缩、泡洗抽滤烘干后得到聚二硫二丙烷磺酸钠。

5、作为本发明的进一步改进,在步骤s1中,所述硫代酰胺类化合物包括硫代乙酰胺、甲基二硫代氨基甲酸钠中的一种。

6、作为本发明的进一步改进,在步骤s2中,所述调节剂为醇的碱金属盐。

7、作为本发明的进一步改进,所述调节剂为甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠中的一种。

8、作为本发明的进一步改进,在步骤s2中,所述3-硫亚胺基丙烷磺酸溶液中的3-硫亚胺基丙烷磺酸与加入的氧化剂摩尔比为1:(0.05~0.1)。

9、作为本发明的进一步改进,在步骤s1中,所述硫代酰胺类化合物、1,3-丙烷磺酸内酯与溶剂的反应体系中,反应温度为20~60℃,时间为0.5~3.0h。

10、作为本发明的进一步改进,在步骤s2中,所述氧化反应的温度为30~70℃,时间为3~9h。

11、作为本发明的进一步改进,在步骤s1中,所述硫代酰胺类化合物、1,3-丙烷磺酸内酯与溶剂的混合过程为:先将所述硫代酰胺类化合物与溶剂混合,再缓慢滴加1,3-丙烷磺酸内酯,并控制滴加温度<30℃。

12、作为本发明的进一步改进,在步骤s1中,所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙腈中的一种或多种任意比例的混合物。

13、作为本发明的进一步改进,在步骤s2中,所述氧化剂为次氯酸钠、过氧化氢、氧气、氧化铜中的一种或多种。

14、本发明的有益效果是:

15、1、本发明的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,先将硫代酰胺类化合物、1,3-丙烷磺酸内酯与溶剂混合,反应得到3-硫亚胺基丙烷磺酸,再控制ph>10,继续向3-硫亚胺基丙烷磺酸中加入氧化剂进行反应,最后经减压浓缩、泡洗抽滤烘干后得到聚二硫二丙烷磺酸钠。本发明的制备方法以硫代酰胺类化合物与1,3-丙烷磺酸内酯为原料直接进行磺化氧化,制得聚二硫二丙烷磺酸钠,减少了聚二硫二丙烷磺酸钠的合成步骤,具有工艺简单、能耗低、废水少、产品的收率高、有效含量高的特点,有利于聚二硫二丙烷磺酸钠的工业化生产。

16、2、本发明采用硫代酰胺类有机化合物作为磺化反应原料,代替了现有技术中的硫化氢或硫化盐等无机物,提供了一种聚二硫二丙烷磺酸钠的合成新思路,避免了现有硫化氢作为原料带来的安全隐患、硫化盐作为原料容易产生副产物的问题。本发明在调节溶液ph时,采用有机碱、即醇的碱金属盐作为调节剂,该调节剂不会带入新的离子杂质,后续无需使用阳离子树脂除杂,降低了生产成本,且不会产生大量废水,减少了资源浪费和后处理步骤;另外,有机碱作为调节剂,其相对温和,腐蚀性低,具有绿色环保的优点,还可以连接在有机分子中,具有定向催化氧化的作用,提高了聚二硫二丙烷磺酸钠的纯度和收率。



技术特征:

1.一种聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,所述硫代酰胺类化合物包括硫代乙酰胺、甲基二硫代氨基甲酸钠中的一种。

3.根据权利要求1所述的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,其特征在于,在步骤s2中,所述调节剂为醇的碱金属盐。

4.根据权利要求3所述的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,其特征在于,所述调节剂为甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠中的一种。

5.根据权利要求1所述的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,其特征在于,在步骤s2中,所述3-硫亚胺基丙烷磺酸溶液中的3-硫亚胺基丙烷磺酸与加入的氧化剂摩尔比为1:(0.05~0.1)。

6.根据权利要求1所述的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,所述硫代酰胺类化合物、1,3-丙烷磺酸内酯与溶剂的反应体系中,反应温度为20~60℃,时间为0.5~3.0h。

7.根据权利要求1所述的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,其特征在于,在步骤s2中,所述氧化反应的温度为30~70℃,时间为3~9h。

8.根据权利要求1所述的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,所述硫代酰胺类化合物、1,3-丙烷磺酸内酯与溶剂的混合过程为:先将所述硫代酰胺类化合物与溶剂混合,再缓慢滴加1,3-丙烷磺酸内酯,并控制滴加温度<30℃。

9.根据权利要求1所述的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙腈中的一种或多种任意比例的混合物。

10.根据权利要求1所述的聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,其特征在于,在步骤s2中,所述氧化剂为次氯酸钠、过氧化氢、氧气、氧化铜中的一种或多种。


技术总结
本发明提供了一种聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法,先将硫代酰胺类化合物、1,3‑丙烷磺酸内酯与溶剂混合,反应得到3‑硫亚胺基丙烷磺酸,再采用有机碱控制pH>10,向3‑硫亚胺基丙烷磺酸中加入氧化剂进行反应,最后经减压浓缩、泡洗抽滤烘干后得到聚二硫二丙烷磺酸钠。本发明以硫代酰胺类化合物与1,3‑丙烷磺酸内酯为原料直接进行磺化氧化,制得聚二硫二丙烷磺酸钠,提供了一种聚二硫二丙烷磺酸钠的合成新思路,避免了现有技术中采用硫化氢或硫化盐等无机物作为原料存在的问题,减少了聚二硫二丙烷磺酸钠的合成步骤,具有工艺简单、能耗低、废水少、产品的收率高、有效含量高的特点,有利于聚二硫二丙烷磺酸钠的工业化生产。

技术研发人员:汪飞强,王贤良,范云龙,齐朋伟
受保护的技术使用者:九江德思光电材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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