[发明专利]一种高纯度1,4-二氧六环-2-酮的制备方法

说明书

技术领域

本发明属1,4-二氧六环-2-酮制备技术领域，特别是涉及一种高纯度1,4-二氧六环-2-酮制备方法。

背景技术

1,4-二氧六环-2-酮是一种重要的有机化学产品，用途广泛。除了自身可作为防霉剂香料添加剂等应用外，更重要是它作用合成一类生物可吸收降解材料聚1,4-二氧六环-2-酮及其衍生物的单体，在医药材料中有着重要作用。聚1,4-二氧六环-2-酮，是理想的手术缝合材料，骨组织修复材料，药物缓释材料，绿色可生物降解塑料等。而要制备性能优良的聚1,4-二氧六环-2-酮，首先必须合成高纯度的1,4-二氧六环-2-酮单体。

目前对于1,4-二氧六环-2-酮合成方法主要大体有两种：一种是以一缩二乙二醇为原料，在催化剂作用下，经催化氧化脱氢环化反应制备。另一种是以乙二醇为原料，采用乙二醇、氯乙酸或氯乙酸盐得到羟基酸盐，通过酸化成环得到；对于上述方法，都各自有优缺点。以一缩二乙二醇为原料，专利报道如美国专利US2142033,US2807629,US2900395,US3119840，US5310945，US5391707等，主要催化剂采用负载与氧化铝，活性炭，硅藻土等惰性载体上的铜、银、锌、铬、铂等过渡金属及其氧化物体系。该工艺主要缺点：催化剂使用寿命不高，产品难于分离提纯，反应需要特殊设备，工业生产投入大、可行性低。以乙二醇为原料的另一种经典合成方法，早期专利US4502988报道，用乙二醇，氯乙酸，金属钠为原料制备，近期专利如EP1138664，CN101628909报道，用乙二醇，氢氧化钠，氯乙酸钠为原料制备得到β-羟乙氧基乙酸钠盐，后经无机酸酸化环合得到。该工艺主要缺点采用酸性条件下内酯化成环，反应出的产品纯度不高，需要繁琐精制，而且酸残留对产品后期保存纯度有很大影响。

1,4-二氧六环-2-酮单体纯度不高，将影响聚二氧环己酮分子量过低，达不到医用材料等性能要求。而1,4-二氧六环-2-酮单体中存在活泼氢杂质，会使聚合物链断而终止。所以提高1,4-二氧六环-2-酮单体纯度，关键去除其中的活泼氢杂质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服上述以乙二醇为原料的合成工艺中的缺陷，提供一种高纯度1,4-二氧六环-2-酮的制备方法，该制备方法是可以在中性条件下进行环合反应的工艺，从根本上避免了酸残留对产品纯度的影响，得到产品纯度几乎100%，并且低温下保持长期稳定。该制备方法步骤短，操作简单，易于工业化。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高纯度1,4-二氧六环-2-酮的制备方法，包括以下步骤：

步骤（1），一锅法制备中间体β-羟基乙氧基乙酸钠：将乙二醇、氢氧化钠在脱水溶剂中，加热使进行分水反应，反应完毕后蒸馏出脱水溶剂，降温至70-80℃，加入氯乙酸钠，完毕后升温至110-120℃反应，反应完毕后减压蒸馏乙二醇，冷却至40-50℃，加水、加甲醇，加热回流0.5-1h，冷却、过滤，用甲醇洗涤滤饼，烘干，得到β-羟基乙氧基乙酸钠。

步骤（2），合成1,4-二氧六环-2-酮：在有机溶剂中，加入相转移催化剂、β-羟基乙氧基乙酸钠和氯甲酸酯，0-150℃温度下反应8-12h，反应完毕后，用碳酸氢钠水溶液、水洗涤，蒸馏回收溶剂，得到油状物，所得的油状物用酯类溶剂重结晶，即得到所述的高纯度1,4-二氧六环-2-酮。

所述步骤（1）中，所加入的乙二醇、氢氧化钠、氯乙酸钠的摩尔比为4~6:1:0.95~1。

所述步骤（1）中，所述脱水溶剂为甲苯或者二甲苯。

所述步骤（1）中，所述分水反应温度为120-140℃，共沸4~6h。

所述步骤（1）中，所述蒸馏出的脱水溶剂的质量为原脱水溶剂质量的0.85~0.

所述步骤（1）中，所加入的水和甲醇的体积比为1:5。

所述步骤（2）中，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙腈、丙酮、丁酮和甲基异丁酮中的任意一种；优选的，所述有机溶剂为甲苯或者二氯甲烷。

所述步骤（2）中，所述反应的温度为50-110℃，优选40-60℃。

所述步骤（2）中，所述相转移催化剂选自季铵盐、多聚乙二醇和冠醚中的任意一种。优选的，所述相转移催化剂为季铵盐。更优选的，所述季铵盐为苄基三乙基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵中的任意一种。所述步骤（2）中，所述加入的相转移催化剂与β-羟基乙氧基乙酸钠的摩尔比为1%-5%：1。