对苯乙烯磺酸锂的一种清洁合成方法

背景技术

对苯乙烯磺酸盐是一种用途很广泛的有机磺酸聚合单体，例如对苯乙烯磺酸锂大量用于有机导电材料、乳液聚合稳定剂、感光材料等领域。虽然需求量不小，但现有的对苯乙烯磺酸锂的合成生产方法依然以氯苯乙烷或溴苯乙烷为原料，而上述原料在对苯乙烯磺酸锂的合成生产过程中，会产生大量的废盐，污染非常严重。

中国专利CN106946745A公开一种对苯乙烯磺酸钠的制备方法，在β-溴乙苯中加入2%醋酸，以二氯甲烷为稀释剂，用气体三氧化硫磺化，然后将得到的对-β-溴乙苯磺酸用氢氧化钠溶液进行消除与中和，即得对苯乙烯磺酸钠，而合成对苯乙烯磺酸锂，只需要使用氢氧化锂水溶液取代氢氧化钠水溶液。但是该方法会产生大量的溴化盐，污染严重；同时含溴的β‑溴苯乙烷原料价格猛涨，导致对苯乙烯磺酸盐合成成本大幅提高，这种合成方法的工艺竞争力很差。另外，中国专利CN109836359A公开一种对苯乙烯磺酸钠的制备方法，采用β‑氯苯乙烷代替β‑溴苯乙烷，虽然原料便宜很多，合成成本明显下降，但氯乙基脱氯活性远低于溴乙基，对苯乙烯磺酸盐产品纯度较差。

我们将介绍一种对苯乙烯磺酸锂的清洁合成方法，以乙苯为起始原料，经过磺化反应和氧化反应两步合成反应，没有大量LiCl或LiBr废盐产生，合成成本大幅下降。

制备方法

在带水浴冷却和球型冷凝器的3000ml三口瓶中，加入425g乙苯（4.00mol）和500g的1 ,2‑二氯乙烷 ，水浴冷却保持物料25℃快速搅拌，缓慢通入353g三氧化硫气体（4.41mol），反应迅速放热，SO₃通入完毕后，继续保持在25℃搅拌反应2h，物料不再放热升 温，反应结束；保持在室温下加入10wt .%LiOH溶液中和物料到pH=6，抽滤除去油层和硫酸钠水层，得到4‑乙基苯磺酸锂含水固体927g；

在5000ml不锈钢高压釜中，加入2200g甲醇、4‑乙基苯磺酸锂含水固体927g和27.8g的N ,N ,N‑三羟基异氰尿酸，不断搅拌下加入60g醋酸，调节物料pH值至4.5，然后高压釜密封后通入氧气，保持氧气压力在0.4MPa和温度55℃，直到不再吸氧，反应釜压力不再下降，继续搅拌反应2小时，反应结束； 

高压釜物料降到室温后，减压除去大部分含水甲醇，析出大量对苯乙烯磺酸锂晶体，然后抽滤，得到含水12.53wt .%的对苯乙烯磺酸锂固体825g，HPLC分析纯度为95.6%。

参考文献

[1]山东星之联生物科技股份有限公司. 对苯乙烯磺酸盐的清洁合成方法:CN202210896883.3[P]. 2022-09-16.