背景技術
羥基丙烷磺酸吡啶嗡鹽是一種電鍍中間體,純品為白色晶體,常見的是含量在 40%-50%之間,PH值在3-5的無色至淡黃色液體產品。
羥基丙烷磺酸吡啶嗡鹽(PPS-OH)在電鍍鎳中具有優(yōu)良的光亮和整平作用,尤其 在高電流密度區(qū)整平效果特佳。作為鍍鎳槽液中的基礎添加劑、其消耗量為20-50g/kAH,用 量50-500mg/L,市場需求量大。目前,羥基丙烷磺酸吡啶嗡鹽(PPS-OH)液體產品在國外只 有德國拉西格、BASF公司生產,國內同行主要采用兩步法制備,其生產成本高、廢水量大、 產品不穩(wěn)定、生產周期長,從而導致國內主要還是依賴進口高品質PPS-OH產品。
目前國內外對PPS-OH的合成報道較少,主要有法國專利FR1390191,同名專利為 GB1006139、US3280130、DE19620724和中國專利CN102161639A公開了該產品的合成制備方 法,其中法國專利提到的合成方法存在異構體、最終反應收率較低、產品應用效果較差,不 適宜工業(yè)化生產。我公司專利CN102161639A是結合國外資料提出的新的合成方法,對國內 該產品的工業(yè)化生產提供了重要參考意見。
其合成方法也分為兩個步驟:
步:3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的合成
在常溫條件下,將Na2S03、Na2S205和水攪拌溶解后加入催化劑,升溫至40-80°C之 間,通入惰性氣體保護,緩慢滴加環(huán)氧氯丙烷,滴完后在40-80°C之間保溫2小時,減壓脫部 分水后得3-氯-2-羥基丙磺酸鈉。
第二步:羥基丙烷磺酸吡啶嗡鹽的合成
將3-氯-2-羥基丙烷磺酸鈉溶解于水,再加入高效催化劑1,4, 7, 13-四氧 雜-10-氮雜-2, 3-苯并環(huán)十五-2-稀,在30-KKTC之間,和吡啶反應6-12小時,減壓脫去 部分水,最后經過脫色除雜得到羥基丙烷磺酸吡啶嗡鹽水溶液。
其反應原理為:
按照上述方法合成羥基丙烷磺酸吡啶嗡鹽存在以下缺點;
經HPLC分析發(fā)現(xiàn)雜質含量較高,在電鍍應用上表現(xiàn)為鍍層脆性較大、發(fā)暗;其次 雜質含量較高對產品色度影響較大,表現(xiàn)為生產的產品較國外產品色度深,呈淡黃色至黃 色;按照上述方法生產的產品久置后容易出現(xiàn)變色現(xiàn)象,表現(xiàn)為變紅/黃色;上述方案中吡 啶用量較大且回收困難,造成生產原料浪費嚴重。
在鍍鎳行業(yè)發(fā)展日益精細化的今天,上述合成路線已很難生產出能滿足行業(yè)需要 的尚端精細化廣品。
具體實施方式
以下通過具體實施例來進一步說明本發(fā)明:
向帶有機械攪拌、溫度計、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗的500ml四頸燒瓶中,加入 去離子水(335g,18. 59mol),焦亞硫酸鈉(97g,0. 51mol),充分攪拌使其溶解后,加入輔助 磺化劑亞硫酸鈉(11.57g,0. 091mol)調節(jié)體系pH為5. 5,加入0. 2552g催化劑聚醚F-6(烯 丙醇與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷聚合物),檸檬酸0.0028g。體系升溫至60-65Γ后通入氮氣保 護,緩慢滴加環(huán)氧氯丙烷(92. 31g,1.0mol),控制滴加溫度為60-65°C之間,滴加成后于此 60-65°C之間保溫反應4小時,之后升溫至70-75°C保溫反應1小時。保溫反應結束加入吡 啶(73. 77g,0.93mol),升溫至90-105°C回流反應10小時。之后加入4g除雜劑三乙胺, 減壓脫水脫色后用鹽酸調節(jié)體系pH值2-5之間,加入穩(wěn)定劑4-羥基-2, 2, 6, 6-四甲基哌 啶-1-氧自由基與維生素C衍生物得到色度小于50# (鉑鈷比色法)淡黃色透明液體。
經電鍍應用測試效果良好,高電流密度區(qū)鍍層白亮無脆性無針孔,經HPLC分析其 收率達到90. 03 %,對比之前合成方案產品雜質更低,色度更小,室溫避光保存1年無色澤 穩(wěn)定。