本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种高纯度1,4-丁烷磺酸内酯的合成方法。
背景技术：
1,4-丁烷磺酸内酯是一种磺化剂，主要用来合成生物缓冲剂及磺酸树脂。近年来，由于1,4-丁烷磺酸内酯可用于锂电池添加剂，因此受到重视。
关于1,4-丁烷磺酸内酯的合成报道最早见于50年代，以4-氯磺酰氯为原料与氧化铜在150-160℃脱氯化氢环合而成，见de860637。后来采用4-羟基丁烷磺酸脱水合成1,4-丁烷磺酸内酯，见de887341，此法简单方便，成为合成1,4-丁烷磺酸内酯的主要方法，因此制备4-羟基丁烷磺酸就成为合成1,4-丁烷磺酸内酯的关键。关于4-羟基丁烷磺酸的合成也有许多种方法，最简单方法是采用4-羟基丁烷磺酸盐酸化合成4-羟基丁烷磺酸，见gb774563，us2793229，de1107220和de1107221，那么4-羟基丁烷磺酸盐的合成就显得十分重要。
关于4-羟基丁烷磺酸盐的合成主要有两种途径.。其中一种用四氢呋喃与乙酰氯在路易斯酸催化下合成4-氯丁醇醋酸酯再与亚硫酸钠磺化，经酸水解直接得到4-羟基丁烷磺酸，见de887341，ann586,147-57,ann.chen.soc.765357-60，de1107220，cs161393和cs163057。采用四氢呋喃与乙酰氯在路易斯酸催化下合成4-氯丁醇醋酸酯是一条安全适用方法，缺点是在合成中不可避免会产生1,4-二氯丁烷及1,4-丁二醇二醋酸酯等副产物，因此收率＜80％。采用4-氯丁醇醋酸酯与亚硫酸钠磺化会产生氯化钠、醋酸钠，而氯化钠与醋酸钠分离困难，因而产生环保问题。
另一种方法见用4-氯丁醇与亚硫酸钠磺化合成4-羟基丁烷磺酸钠然后酸化成4-羟基丁烷磺酸，此路线未见专利报道，但在an.chan.soc.765357-6019报道，将4-氯丁醇与亚硫酸钠溶液反应7天，得到4-羟基丁烷磺酸钠，但收率极低，只有58％。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种高纯度1,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，该方法简单环保，大幅度提高了磺化收率，大幅度提高了1,4-丁烷磺酸内酯的纯度和收率。
实现本发明上述目的所采用的的技术方案为：
一种高纯度1,4-丁烷磺酸内酯的合成方法，包括如下步骤：
1、在醇类溶剂中，加入4-氯丁醇和亚硫酸钠溶液，4-氯丁醇和亚硫酸钠的摩尔比为1:1-1.5，剧烈搅拌下升温至回流发生磺化反应，回流4-8小时，回流结束后，得到混合液a，将混合液a浓缩回收醇类溶剂后加入盐酸溶液酸化，加热浓缩至物料变粘稠，再加入醇类溶剂，降温，析出氯化钠晶体，过滤，滤饼为氯化钠，将滤液浓缩回收醇类溶剂，得到4-羟基丁烷磺酸；
2、将4-羟基丁烷磺酸在真空度为1-8mmhg、温度为130-165℃下连续闪蒸脱水，得到工业级1,4-丁烷磺酸内酯；
3、向工业级1,4-丁烷磺酸内酯中加入共沸物，常压分馏回收共沸物，再在真空度为2-4mmhg下进行减压分馏，控制回流比为1:1-2，收集120-121℃下的馏分，得到高纯度1,4-丁烷磺酸内酯。
进一步，4-羟基丁烷磺酸连续闪蒸脱水的具体方法为：将4-羟基丁烷磺酸连续滴入闪蒸罐中，控制闪蒸罐壁温度为130-165℃、真空度为1-8mmhg，连续闪蒸脱水，30-40水冷凝，得到工业级1,4-丁烷磺酸内酯。
进一步，所述的醇类溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。
进一步，所述的共沸物为氯甲烷、乙醚或异丙醚。
进一步，步骤1.1中，加入4-氯丁醇和亚硫酸钠溶液后加入催化剂碘化钾，碘化钾加入的质量为4-氯丁醇质量的0.05-0.15％。
进一步，步骤1.1中，亚硫酸钠溶液的质量百分比浓度为15％，醇类溶剂与4-氯丁醇的体积比为2-1:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果与优点在于：
1、4-氯丁醇与亚硫酸钠液在醇介质帮助下，增加了油水相混合效果，从而使磺化收率达95％以上，而且大幅度缩短了磺化反应时间，没有使用醇介质之前，磺化反应需要7天，本发明使用醇介质后，磺化反应只需7-8小时。
2、采用乙醇或者其它醇加入溶解4-羟基丁烷磺酸，从而析出盐，分离出盐，进而为后续的脱水顺利进行提供方便，而且避免了大量沸水的产生，保护环境。
3、采用连续闪蒸脱水，减少高温下物料长期接触而发生聚合反应，提高收率。
4、采用30～40℃水冷凝，避免水被冷凝，提高了1,4-丁烷磺酸内酯的纯度
5、采用二氯甲烷、乙醚、异丙醚等溶解1,4-丁烷磺酸内酯再分馏，除去微量的水，从而使1,4-丁烷磺酸内酯含水量降到100ppm以下，达到电子级要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
1、在1000ml反应瓶中，加入1mol亚硫酸钠和水，配制成15wt％的亚硫酸钠溶液，接着加入1mol4-氯丁醇、120ml乙醇和0.1g碘化钾，剧烈搅拌下升温至回流，回流6小时，取样气相色谱分析检测，剩余4-氯丁醇含量为0.58％，回流结束，得混合液a，将混合液a加入浓缩罐中，常压浓缩回收乙醇，釜温达110℃时，降釜温至50℃，加86ml36wt％的工业盐酸，然后减压加热浓缩至物料变粘稠，接着滴加500ml乙醇，搅拌回流2小时，再降温至40℃，析出氯化钠晶体，过滤，用100ml乙醇洗涤滤饼，将滤液加入浓缩罐中，加热至釜温110℃时，改水泵抽真空至压强为0.08mpa，浓缩回收乙醇；
2、当浓缩罐釜温达130℃时，将浓缩罐的中的液体(即为4-羟基丁烷磺酸)连续滴入闪蒸罐中，控制闪蒸罐壁温度为150℃、真空度为2mmhg，连续膜蒸发脱水，40水冷凝，得到122.4g工业级1,4-丁烷磺酸内酯，无色透明液，收率90％，纯度为99.85％，水分含量为0.2wt％。
3、将步骤2所得的工业级1,4-丁烷磺酸内酯和100ml乙醚加入理论塔板数为2的分馏柱中，常压分馏回收乙醚，再在真空度为2mmhg下减压蒸馏，控制回流比为1:1，收集120-121℃下的馏分，得到高纯度的1,4-丁烷磺酸内酯，纯度为99.91％，水含量为80ppm。
实施例2
与实施例1中的步骤1相比，将实施例1步骤1中的乙醇用甲醇替换，其余操作不变，最终得到125.8g1,4-丁烷磺酸内酯，无色透明液，收率92.5％，纯度为99.76％，水分含量为0.15wt％。
与实施例1中的步骤3相比，将实施例1步骤2中的乙醚用二氯甲烷替换，其余操作不变，所得1,4-丁烷磺酸内酯纯度为99.92％，水含量为70ppm。
实施例3
与实施例1中的步骤1相比，将实施例1步骤1中的乙醇用异丙醇替换，其余操作不变，最终得到127.5g1,4-丁烷磺酸内酯，无色透明液，收率93.75％，纯度为99.81％，水分含量为0.18wt％。
与实施例1中的步骤3相比，将实施例1步骤2中的乙醚用异丙醚替换，其余操作不变，所得1,4-丁烷磺酸内酯纯度为99.81％，水含量为50ppm。