一种电化学法制备乙二胺基乙基磺酸钠的方法与流程

本发明涉及表面活性剂领域，具体涉及一种电化学制备乙二胺基乙基磺酸钠的方法。

背景技术：

0、技术背景

1、乙二胺基乙基磺酸钠(h2nch2ch2nhch2ch2so3na)水溶液是一种新型高固含量阴离子水性聚氨酯乳液(pud)的扩链剂，可使水性聚氨酯分子间的作用力更强。但产品长期保存过程中存在易黄变的问题。

2、专利cn102702037a以β-羟乙基乙二胺为原料经浓硫酸酯化为乙二胺基乙醇酯化物，而后以亚硫酸盐为磺化剂对乙二胺基乙醇酯化物进行磺化反应，经分离、纯化后制备得到乙二胺基乙基磺酸盐。该方法分为酯化、磺化两部分，本路线中酯化步骤用到浓硫酸，对设备要求较高，由于酯化剧烈放热，需冷却控制低温。反应生成等摩尔的硫酸钠，再加上过量的亚硫酸钠，反应体系中存在大量的无机盐，且此工艺无法有效脱除铁离子。

3、专利cn101240057a报道了乙烯基磺酸钠和乙二胺反应制备aas盐的方法，该路线仅使用水/乙醇溶剂，除铁离子效率不高。

4、专利申请cn 107935892 a公开了以牛磺酸、硝基甲烷和甲醛发生曼尼希反应生成n-(2-硝基乙基)牛磺酸，然后n-(2-硝基乙基)牛磺酸经碱中和、加氢反应获得乙二胺基乙磺酸钠。该工艺路线原料来源丰富、产品选择性高、产品收率高，适于工业化生产，但由于其使用雷尼镍催化剂容易引入铁离子杂质。

5、现有的合成路线中容易引入铁离子，产品中的铁离子会影响下游表面活性剂的色度，因此需要开发一种新的制备乙二胺基乙基磺酸钠的方法，降低产品中铁离子含量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电化学制备乙二胺基乙基磺酸钠的方法，该方法通过电化学反应实现铁离子的高效转化与分离,可以制备得到低色度的产品。

2、以实现以上发明目的，本发明采用如下的技术方案：

3、一种电化学法制备乙二胺基乙基磺酸钠的方法，将n-(2-硝基乙基)牛磺酸钠加入盐溶液中，混合均匀后置于电解槽阳极室，再加入碱调节ph为8～13，并进行电化学反应，反应完成后反应液经过滤、加氢还原、结晶、干燥得到低色度乙二胺基乙基磺酸钠。

4、在一些具体的实施方案中，所述的n-(2-硝基乙基)牛磺酸钠、盐、水的质量比为1：0.04～0.8：2～60；

5、n-(2-硝基乙基)牛磺酸钠的结构式为：制备方法可参考专利cn107935892a；

6、在一些具体的实施方案中，所述的盐为氯化钠、氯化钾、溴化钾、碘化钠、碘化钾中的至少一种；

7、在一些具体的实施方案中，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾中的至少任一种；在一些具体的实施方案中，所述的电化学反应的时间为3-10h，优选为4-6h，反应温度10-60℃，优选为30-40℃；

8、在一些具体的实施方案中，所述电解槽的电解电位区间为1.2-2v，优选为1.3-1.7v，电流密度区间为600-1000a/m2，优选为700-800a/m2；

9、在一些具体的实施方案中，电化学反应中，阳极为pt电极,阴极为石墨电极。

10、在一些具体的实施方案中，所述过滤方式为氮气加压过滤，过滤压力0.1-2mpa，优选为0.2-0.5mpa；

11、在一些具体的实施方案中，经电化学反应后得到的n-(2-硝基乙基)牛磺酸钠反应液中加入加氢催化剂，通入氢气进行加氢还原反应，所述加氢方式为多相催化加氢，加氢催化剂为1-10％pd/c催化剂，反应压力1-10mpa，优选为2-5mpa。

12、在一些具体的实施方案中，加氢催化剂的加入量为n-(2-硝基乙基)牛磺酸钠质量的0.1-1％。

13、一种电化学制备低色度乙二胺基乙基磺酸钠的方法，以n-(2-硝基乙基)牛磺酸钠为原料，以水为溶剂，通过电化学反应消除原料中的fe离子，随后将纯化后的反应液加氢得到低色度乙二胺基乙基磺酸钠。

14、反应过程涉及方程式如下：

15、

16、本发明在反应中间步骤采用电化学的方式温和脱除铁离子，具备更好的工艺安全性，有效避免了产物氨基被氧化。

17、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

18、1)本发明的方法制备乙二胺基乙基磺酸钠未使用过氧化氢、氧气、次氯酸钠等氧化剂，具有更好的工艺安全性；

19、2)本发明在反应中间步骤脱除铁离子，有效避免产物氨基被氧化；

20、3)本发明采用电化学转化铁离子的方式，能够在温和条件下实现铁离子的高效转化与分离。本发明方法产品铁离子1～2ppm,水溶液色号3～10hazen。

技术特征：

1.一种电化学法制备乙二胺基乙基磺酸钠的方法，其特征在于，将n-(2-硝基乙基)牛磺酸钠加入盐溶液中，混合均匀后置于电解槽阳极室，再加入碱调节ph为8～13，并进行电化学反应，反应完成后反应液经过滤、加氢还原、结晶、干燥得到低色度乙二胺基乙基磺酸钠。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的n-(2-硝基乙基)牛磺酸钠、盐、水的质量比为1：0.04～0.8：2～60；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的盐为氯化钠、氯化钾、溴化钾、碘化钠、碘化钾中的至少一种；

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述电解槽的电解电位区间为1.2-2v，优选为1.3-1.7v，电流密度区间为600-1000a/m2，优选为700-800a/m2；

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，经电化学反应后得到的n-(2-硝基乙基)牛磺酸钠反应液中加入加氢催化剂，通入氢气进行加氢还原反应；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，加氢催化剂的加入量为n-(2-硝基乙基)牛磺酸钠质量的0.1-1％。

技术总结本发明公开了一种电化学制备乙二胺基乙基磺酸钠的方法，将N‑(2‑硝基乙基)牛磺酸钠加入盐溶液中，混合均匀后置于电解槽阳极室，再加入碱调节pH为8~13，并进行电化学反应，反应完成后反应液经过滤、加氢还原、结晶、干燥得到低色度乙二胺基乙基磺酸钠。本发明方法能够简单、高效解决铁离子致乙二胺基乙基磺酸钠的变色问题。技术研发人员：于冠群,宗芳,崔乾,余炎冰受保护的技术使用者：万华化学集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9