本发明属于有机合成领域，具体涉及一种丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法。
背景技术：
丙烯基-1,3-磺酸内酯(prop-1-ene-1,3-sultone，也称丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯)室温下为无色透明晶体，熔点为82-83℃，沸点为256.6℃/760mmhg，密度(20℃)为1.508g/cm3。其结构式如下：
目前合成丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯的方法基本遵循，通过炔丙醇与亚硫酸钠和亚硫酸氢钠反应生成羟基丙烯磺酸钠，经过酸化后关环而得，但是该方法的合成过程中会产生大量的二氧化硫废气，对环境造成破坏，且会对设备造成腐蚀等影响，以致间接地增加生产成本，也不利于现代对环保的高标准要求。
例如中国发明专利cn101659653b公开了一种丙烯基-1,3-磺酸内酯的制备方法，包括以下步骤：(一)将亚硫酸氢盐和亚硫酸盐溶于水中配成水溶液，在0～80℃以及搅拌下滴加炔丙醇，进行加成反应；(二)再加入强酸酸化反应后的合成液；(三)对合成液直接进行低温浓缩，得到粘稠混合物；(四)向粘稠混合物中加入带水剂，在搅拌下进行带水；(五)分离收集上述的带水剂，对收集到的带水剂进行浓缩结晶，得到产物丙烯基-1，3-磺酸内酯；(六)对上述产物在0～83℃进行干燥，得到进一步高品质的丙烯基-1，3-磺酸内酯。但是此专利在制备过程中由于使用了亚硫酸盐，会产生大量的二氧化硫废气，既会对环境造成破坏，也会对生产过程中的后处理造成负担，同时其产率较低，不利于大规模应用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，其能够降低环境污染，更环保，且具有操作简单、安全、收率较理想等优点。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)使炔丙醇与亚硫酸氢盐在胺类化合物存在下、在引发剂存在下或紫外光照射下、在水中发生自由基加成反应生成3-羟基-1-丙烯基磺酸盐，酸化，制成3-羟基-1-丙烯基磺酸；
(2)然后使所述3-羟基-1-丙烯基磺酸在真空度为0-10mmhg、在催化剂存在下、在温度为80-150℃下发生环合反应生成丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯。
根据本发明的一些优选方面，所述胺类化合物为选自甲胺、二乙胺和氨中的一种或多种的组合。根据本发明的一个具体的方面，所述胺类化合物使用氨；实际操作中，当使用氨时可以选用氨的水溶液即氨水。同样的，当使用甲胺时，也可以选用甲胺的水溶液进行操作。
根据本发明的一些优选方面，所述炔丙醇和所述亚硫酸氢盐的投料摩尔比为1∶1-1.5。更优选地，所述炔丙醇和所述亚硫酸氢盐的投料摩尔比为1∶1-1.3。根据本发明的一个具体且优选的方面，所述炔丙醇和所述亚硫酸氢盐的投料摩尔比为1∶1.1。
根据本发明，所述亚硫酸氢盐可以是亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾等等。
根据本发明的一些优选方面，所述胺类化合物与所述炔丙醇的投料摩尔比0.05-0.5∶1。更优选地，所述胺类化合物与所述炔丙醇的投料摩尔比0.1-0.3∶1。进一步优选地，所述胺类化合物与所述炔丙醇的投料摩尔比0.1-0.2∶1。
根据本发明的一些优选方面，所述引发剂为选自叔丁基过氧化氢、焦硫酸钠、氧气、双氧水和偶氮二异丁腈中的一种或多种的组合。
根据本发明的一些优选方面，所述引发剂与所述炔丙醇的投料摩尔比为0.01-0.03∶1。
根据本发明的一些优选方面，步骤(1)中，使所述自由基加成反应在50-100℃下进行。更优选地，使所述自由基加成反应在50-85℃下进行。进一步优选地，使所述加成反应在55-60℃下进行。
根据本发明的一些优选方面，所述酸化为通过加入盐酸或硫酸进行。
根据本发明的一些优选方面，所述酸化重复2-3次。
根据本发明的一些优选方面，在进行所述酸化前先除去所述胺类化合物。
根据本发明的一些优选方面，使所述环合反应在温度为80-130℃下进行。更优选地，使所述环合反应在温度为100-120℃下进行。
根据本发明的一些优选方面，使所述环合反应在真空度为2-8mmhg下进行。更优选地，使所述环合反应在真空度为5-8mmhg下进行。
根据本发明的一些优选方面，所述催化剂为选自浓盐酸、浓磷酸、浓硫酸和吡啶对甲基苯磺酸盐中的一种或多种的组合。根据本发明的一个具体且更优选的方面，所述催化剂为吡啶对甲基苯磺酸盐。
根据本发明的一些优选方面，所述催化剂与所述炔丙醇的投料摩尔比为0.01-0.1:1。更优选地，所述催化剂与所述炔丙醇的投料摩尔比为0.015-0.03:1。
根据本发明的一些具体方面，所述制备方法还包括环合反应后的提取步骤、结晶纯化步骤。其中所述提取步骤通过使用有机溶剂提取生成物。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述提取步骤使用的所述有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、乙酸乙酯、丙酮或四氢呋喃等。根据本发明的一个具体且更优选的方面，所述有机溶剂为乙酸乙酯。
由于上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明克服了现有技术中在制备丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯的过程中会产生大量的二氧化硫废气的缺点，创新的使用胺类化合物控制反应进行的条件，进而使得产物丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯的收率较理想，且避免了二氧化硫废气的大量产生，符合现代对环境的保护要求，同时使环合反应在催化剂的存在下进行，进一步提升了收率。
具体实施方式
下面结合具体的优选实施例对本发明进行进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。在下述实施例中，如无特殊说明，所有原料均来自商购或用常规方法制备而成。
实施例1
配置溶液a，其中包括：炔丙醇224g、水100g和叔丁基过氧化氢8g；
配置溶液b，其中包括：亚硫酸氢钠457g和水1000g；
在四口烧瓶中加入甲胺水溶液46g(质量分数为40％)，水200g，升温至55℃，同时滴加a，b溶液，3小时滴加完毕并保温8小时，gc检测反应完毕，减压蒸出甲胺，然后加入质量分数为35％的盐酸溶液458g进行酸化，浓缩至有盐析出，再加入质量分数为35％的盐酸溶液416g进行二次酸化过滤，浓缩得到纯的3-羟基-1-丙烯基磺酸378g，收率约为68％。
在2l的四口烧瓶中将上述得到的3-羟基-1-丙烯基磺酸378g投入，加入吡啶对甲基苯磺酸盐20g，控制反应温度为120℃，真空度为8mmhg，直至无液体蒸馏蒸出，用乙酸乙酯提取产物，浓缩结晶得固体180g，即为丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯，气相检测纯度99％，收率约为55％。
实施例2
配置溶液a，其中包括：炔丙醇224g、水100g和焦硫酸钠8g；
配置溶液b，其中包括：亚硫酸氢钠457g和水1000g；
在四口烧瓶中加入二乙胺43g，水200g，升温至55℃，同时滴加a，b溶液，3小时滴加完毕并保温8小时，gc检测反应完毕，减压蒸出二乙胺，加入质量分数为35％的盐酸溶液472g进行酸化，浓缩至有盐析出，再加入质量分数为35％的盐酸溶液430g进行二次酸化过滤，浓缩得到纯的3-羟基-1-丙烯基磺酸351g，收率约为63％。
在2l的四口烧瓶中将上述得到的3-羟基-1-丙烯基磺酸351g投入，吡啶对甲基苯磺酸盐20g，控制反应温度为120℃，真空度8mmhg，直至无液体蒸馏蒸出，用乙酸乙酯提取产物，浓缩结晶得固体160g，即为丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯，气相检测纯度99％，收率约为53％。
实施例3
配置溶液a，其中包括：炔丙醇224g、水100g；
配置溶液b，其中包括：亚硫酸氢钠457g和水1000g；
在四口烧瓶中加入氨水32g(质量分数为25％)，水200g，升温至55℃，在紫外灯照射下同时滴加a，b溶液，2小时滴加完毕保温8小时，gc检测反应完毕，减压蒸出氨水，加入质量分数为35％的盐酸溶液470g进行酸化，浓缩至有盐析出，再加入质量分数为35％的盐酸溶液420g进行二次酸化过滤，浓缩得到纯的3-羟基-1-丙烯基磺酸478g，收率约为86％。
在2l的四口烧瓶中将上述得到的3-羟基-1-丙烯基磺酸478g投入，吡啶对甲基苯磺酸盐20g，控制反应温度为100℃，真空度5mmhg，直至无液体蒸馏蒸出，用乙酸乙酯提取产物，浓缩结晶得固体266g，即为丙烯基-1,3-丙烷磺酸内酯，气相检测纯度99％，收率约为66％。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。