本發明屬于化學化合物合成的技術領域，具體為一種合成二丙二醇甲乙醚的方法。
背景技術：
二丙二醇甲乙醚為常用的合成中間體、制備感光材料的原材料，但由于其合成方法無法使收率達到90％，合成方法不易操作，比如合成二丙二醇甲乙醚的溫度、所使用原材料堿的類型、物料配比、催化劑的使用量都會影響二丙二醇甲乙醚的收率，所以，該化合物一直未形成規模化生產，市面上成品不易購得，這就使得在使用其合成終產物產品、制備感光材料時都先需要合成二丙二醇甲乙醚，影響生產產品的整個進度及生產效率，從而導致二丙二醇甲乙醚產品化價值被制約。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本發明公開了一種合成二丙二醇甲乙醚方法，其實現的目的為提供一種收率高的合成二丙二醇甲乙醚方法，且合成方法易操作，容易形成規模化生產，促進二丙二醇甲乙醚產品化價值的轉化。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案為，研發出一種新的合成二丙二醇甲乙醚方法，包括如下步驟，
(1)將原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉投入反應釜中，采用轉速為4-5r/mi n攪拌器攪拌反應釜中的原料，并在攪拌條件下緩緩注入催化劑四丁基溴化銨，在反應釜內層涂覆二氧化硅保護層，反應釜外堆滿砭石用于吸收反應釜熱量，原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉發生化學反應生成中間產物，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(OH)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaOH→CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)O CH2CH3+H2O；
(2)向步驟(1)中得到的中間產物通入氯甲烷，反應結束后，向反應產物中加水冷卻，再經抽濾、分液，得到的有機相為終產物二丙二醇甲乙醚，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+CH3Cl→CH3CH(OCH3)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaCl。
整個反應體系中所采用的原材料無高腐蝕性、毒性，反應步驟少，可簡便的得到高收率的終產物，易于規模化推廣生產。
進一步的，所述步驟(2)中得到終產物后進行精餾提純，將步驟(2)中得到的終產物液體置入精餾塔中，精餾塔底部采用再沸器加熱至120-150℃，塔頂與冷凝器連接，塔頂溫度為100-110℃，通過回流比控制器控制回流比為2.3-3.7，使整個精餾裝置的真空度達到0.1MPa，當有回流液后，全回流操作，每隔1小時從精餾塔底取樣采用氣相色譜儀分析，無雜質峰時將塔底二丙二醇甲乙醚收集。所采用的上述條件精餾提純，可使終產物純度為99％。
優選的，所述步驟(1)中二丙二醇乙醚與氫氧化鈉的摩爾質量比為1:1-2.5。從產出比的考量角度來說，此摩爾質量比為在最低的原材料成本條件下，能夠得到最高的收率。
優選的，所述步驟(1)中反應溫度為60-120℃。由于原材料的選擇，該反應溫度條件容易實現，且在該溫度條件下，可縮短反應時間，減少時間成本，并保證得到的中間產物不會被分解，從而進入到下一步驟時，保證反應充分，使終產物的收率顯著提升。
優選的，所述步驟(1)中催化劑的量占反應體系質量的1-5％。反應體系質量是指原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉的質量之和，從產出比的考量角度來說，所添加的催化劑的量為在最低的原材料成本條件下，能夠保證最快、最充分的使反應完全。
優選的，所述步驟(1)中反應時間為1-3h。反應的時間是根據原材料的量、溫度、催化劑等最終確定的，上述反應時間可保證反應充分。
優選的，所述步驟(2)中氯甲烷與中間產物的摩爾質量比為1-2:1。從產出比的考量角度來說，此摩爾質量比為在最低的原材料成本條件下，能夠得到最高的收率。
優選的，所述步驟(2)中反應溫度為70-80℃。由于原材料的選擇，該反應溫度條件容易實現，且在該溫度條件下，可縮短反應時間，減少時間成本，保證反應充分，使終產物的收率顯著提升。
優選的，所述步驟(2)反應時間為1-4.5h。反應時間是根據中間產物、氯甲烷的物料配比、溫度、催化劑等最終確定的，本發明步驟(2)中由于步驟(1)所得到的中間產物，直接通入氯甲烷在無催化劑條件下便可反應充分、一般反應充分的時間為1-4.5h。減少了催化劑的使用，即可降低物料成本，進一步保證了利潤率。
綜上，本發明包括以下有益效果：選用低毒、低腐蝕性原材料，通過Williamson反應得到高收率的終產物，合成終產物條件也容易實現，使制備方法簡便、易行，能夠規模化生產二丙二醇甲乙醚，成功控制成本，為二丙二醇甲乙轉化成商業產品開辟了道路。
具體實施方式
下面通過具體的實施例對本發明做進一步的詳細描述。
實施例一：本發明公開的一種合成二丙二醇甲乙醚的方法，包括如下步驟，
(1)將原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉投入反應釜中，采用轉速為4-5r/mi n攪拌器攪拌反應釜中的原料，并在攪拌條件下緩緩注入催化劑四丁基溴化銨，在反應釜內層涂覆二氧化硅保護層，反應釜外堆滿砭石用于吸收反應釜熱量，原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉發生化學反應生成中間產物，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(OH)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaOH→CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)O CH2CH3+H2O；
(2)向步驟(1)中得到的中間產物通入氯甲烷，反應結束后，向反應產物中加水冷卻，再經抽濾、分液，得到的有機相為終產物二丙二醇甲乙醚，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+CH3Cl→CH3CH(OCH3)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaCl。
上述方法中物料配比、反應溫度、反應時間等采用任一條件即可，只要能夠按照上述化學反應方程式得到終產物即可。
所選擇的攪拌器轉速、涂覆的二氧化硅保護層，反應釜外堆滿砭石是由于二丙二醇乙醚有易燃的特性，故攪拌器轉速的選擇即可使物料混合均勻，又不至于使轉速過快而使反應太過強烈，具有爆炸的危險性，二氧化硅有助于隔絕與空氣的接觸，砭石用于吸收過高的熱量，提高反應的安全性。
以下選取部分試驗例用來說明，本發明的選擇為最優選擇。
注：上述試驗均是在其他條件均為一致，重復多次得到的平均結果。
為了加快反應進程、使反應條件容易實現，一般化學反應中都會添加催化劑，現有技術中常見的催化劑種類豐富，例如三氯化鐵、氯化鋁、碳酸鉀、濃硫酸等，以下試驗用以說明本發明在選擇與該原料配合使用的催化劑時，所采用的試驗方法，也進一步表明本發明選擇的四丁基溴化銨為最佳的選擇。
試驗內容：(1)將原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉混合置入四頸燒瓶中，安裝好回流和攪拌裝置，攪拌下加入催化劑四丁基溴化銨，其余四個平行試驗組分別加入催化劑三氯化鐵、氯化鋁、碳酸鉀、濃硫酸，所添加的催化劑的量均為反應體系質量的3％，升溫反應，生成中間產物的化學方程式為：
CH3CH(OH)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaOH→CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)O CH2CH3+H2O；
(2)向上述中間產物中通入氯甲烷，保持反應溫度，反應結束后，向反應產物中加水冷卻，再經抽濾、分液，得到的有機相為終產物二丙二醇甲乙醚，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+CH3Cl→CH3CH(OCH3)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaCl。
試驗結果：
注：上述試驗數據均是平均試驗數據。
上述終產物產率的計算方法是采用下式計算得到：
為了避除物料配比原因的因素，采用上述合成方法再次重復平行試驗，得到如下試驗結果：
注：上述試驗數據均是平均試驗數據。
在化學反應中原材料物料配比往往影響著產品的收率，故提高原材料的使用量以及催化劑的使用量再次得到上述結果，從上述試驗結果可以明確，催化劑的使用可縮短反應時間，在相同的反應時間內，濃硫酸、四丁基溴化銨的產率較高，反應所需要的溫度條件也最容易實現，但由于濃硫酸有強烈的腐蝕性，在工業化生產中安全性較差，故四丁基溴化銨為最佳的選擇。
實施例二：本發明公開的一種合成二丙二醇甲乙醚的方法，包括如下步驟，
(1)將原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉投入反應釜中，采用轉速為4-5r/mi n攪拌器攪拌反應釜中的原料，并在攪拌條件下緩緩注入催化劑四丁基溴化銨，在反應釜內層涂覆二氧化硅保護層，反應釜外堆滿砭石用于吸收反應釜熱量，原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉，在催化劑為四丁基溴化銨的條件下反應，生成中間產物，二丙二醇乙醚與氫氧化鈉的摩爾質量比為1：1，反應溫度為60℃，化劑的量占反應體系質量的1％，反應充分的時間為2.5h，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(OH)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaOH→CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)O CH2CH3+H2O；
(2)向步驟(1)中得到的中間產物通入氯甲烷，氯甲烷與中間產物的摩爾質量比為1:1，反應溫度70℃，反應時間為4.5h，反應結束后，向反應產物中加水冷卻，再經抽濾、分液，得到的有機相為終產物二丙二醇甲乙醚，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+CH3Cl→CH3CH(OCH3)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaCl。
得到的終產物液體置入精餾塔中，精餾塔底部采用再沸器加熱至120℃，塔頂與冷凝器連接，塔頂溫度為100℃，通過回流比控制器控制回流比為2.3，使整個精餾裝置的真空度達到0.1MPa，當有回流液后，全回流操作，每隔1小時從精餾塔底取樣采用氣相色譜儀分析，無雜質峰時將塔底二丙二醇甲乙醚收集。氣相色譜采用現有技術中檢測二丙二醇甲乙醚的條件，如下色譜條件:載氣，高純氫氣；載氣流速，15～20mL/min；柱溫：95～105℃；進樣器溫度，135～145℃；檢測器溫度，130～150℃；熱絲溫度，200～220℃；進樣量，1～4μL,時間為15min，保留時間為12.325，每隔1小時取樣，直至無雜質峰，即可收集到純度為99％的終產物。
以下選取部分的試驗例，用以說明本發明所選擇的條件為最優選擇。
注：上述試驗結果為其它條件均為一致，多次得到的平均結果。
以下采用試驗例用以說明本發明在選擇原材料的方法，用以說明本發明選擇的氫氧化鈉為最佳選擇，為優化二丙二醇甲乙醚的合成條件，在研究中以不同條件下的二丙二醇甲乙醚的轉化率為基準采用正交實驗方法進行分析研究。根據文獻的介紹，影響二丙二醇甲乙醚合成的主要因素為反應溫度、堿的類型、堿與丙二醇乙醚的物質的量的比、催化劑的量等。因此本研究在文獻的研究基礎上進行了三因素五水平的正交實驗。
表1堿的類型及堿的量對轉化率的影響
溫度：90℃ 催化劑：無
從上述表格中可以看出，在其他條件相同下，加入NaOH的轉化率比加入同比例下的KOH的轉化率要高很多；同時還可看出，在堿是NaOH的情況下，隨著NaOH與二丙二醇乙醚的物質的量的比在增加，轉化率也在增加，但當增加到一定程度后轉化率增加不明顯。從生產成本和效益綜合來看，當選n二丙二醇乙醚：nNaOH＝1:1.5較為經濟。
實施例三：本發明公開的一種合成二丙二醇甲乙醚的方法，包括如下步驟，
(1)將原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉投入反應釜中，采用轉速為4-5r/mi n攪拌器攪拌反應釜中的原料，并在攪拌條件下緩緩注入催化劑四丁基溴化銨，在反應釜內層涂覆二氧化硅保護層，反應釜外堆滿砭石用于吸收反應釜熱量原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉，在催化劑為四丁基溴化銨的條件下反應，生成中間產物，二丙二醇乙醚與氫氧化鈉的摩爾質量比為1：2.5，反應溫度為120℃，化劑的量占反應體系質量的5％，反應充分的時間為1h，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(OH)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaOH→CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)O CH2CH3+H2O；
(2)向步驟(1)中得到的中間產物通入氯甲烷，氯甲烷與中間產物的摩爾質量比為2:1，反應溫度80℃，反應時間為1h，反應結束后，向反應產物中加水冷卻，再經抽濾、分液，得到的有機相為終產物二丙二醇甲乙醚，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+CH3Cl→CH3CH(OCH3)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaCl。
將步驟(2)中得到的終產物液體置入精餾塔中，精餾塔底部采用再沸器加熱至塔底150℃，塔頂與冷凝器連接，塔頂溫度110℃，通過回流比控制器控制回流比為3.7，使整個精餾裝置的真空度達到0.1MPa，當有回流液后，全回流操作，每隔1小時從精餾塔底取樣采用氣相色譜儀分析，無雜質峰時將塔底二丙二醇甲乙醚收集。
實施例四：本發明公開的一種合成二丙二醇甲乙醚的方法，包括如下步驟，
(1)將原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉投入反應釜中，采用轉速為4-5r/mi n攪拌器攪拌反應釜中的原料，并在攪拌條件下緩緩注入催化劑四丁基溴化銨，在反應釜內層涂覆二氧化硅保護層，反應釜外堆滿砭石用于吸收反應釜熱量，原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉，在催化劑為四丁基溴化銨的條件下反應，生成中間產物，二丙二醇乙醚與氫氧化鈉的摩爾質量比為1：1.5，反應溫度為75℃，化劑的量占反應體系質量的3％，反應充分的時間為3h，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(OH)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaOH→CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)O CH2CH3+H2O；
(2)向步驟(1)中得到的中間產物通入氯甲烷，氯甲烷與中間產物的摩爾質量比為1.5:1，反應溫度75℃，反應時間為4h，反應結束后，向反應產物中加水冷卻，再經抽濾、分液，得到的有機相為終產物二丙二醇甲乙醚，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+CH3Cl→CH3CH(OCH3)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaCl。
所述步驟(2)中得到終產物后進行精餾提純，將步驟(2)中得到的終產物液體置入精餾塔中，精餾塔底部采用再沸器加熱至塔底145℃，塔頂與冷凝器連接，塔頂溫度為105℃，通過回流比控制器控制回流比為2.8，使整個精餾裝置的真空度達到0.1MPa，當有回流液后，全回流操作，每隔1小時從精餾塔底取樣采用氣相色譜儀分析，無雜質峰時將塔底二丙二醇甲乙醚收集。
實施例五：本發明公開的一種合成二丙二醇甲乙醚的方法，包括如下步驟，
(1)將原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉投入反應釜中，采用轉速為4-5r/mi n攪拌器攪拌反應釜中的原料，并在攪拌條件下緩緩注入催化劑四丁基溴化銨，在反應釜內層涂覆二氧化硅保護層，反應釜外堆滿砭石用于吸收反應釜熱量，原材料二丙二醇乙醚與氫氧化鈉，在催化劑為四丁基溴化銨的條件下反應，生成中間產物，二丙二醇乙醚與氫氧化鈉的摩爾質量比為1：1.3，反應溫度為100℃，化劑的量占反應體系質量的2％，反應充分的時間為2h，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(OH)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaOH→CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)O CH2CH3+H2O；
(2)向步驟(1)中得到的中間產物通入氯甲烷，氯甲烷與中間產物的摩爾質量比為1.2:1，反應溫度72℃，反應時間為2h，反應結束后，向反應產物中加水冷卻，再經抽濾、分液，得到的有機相為終產物二丙二醇甲乙醚，其反應的化學方程式如下：
CH3CH(ONa)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+CH3Cl→CH3CH(OCH3)CH2OCH2CH(CH3)OCH2CH3+NaCl。
所述步驟(2)中得到終產物后進行精餾提純，將步驟(2)中得到的終產物液體置入精餾塔中，精餾塔底部采用再沸器加熱至塔底130℃，塔頂與冷凝器連接，塔頂溫度為108℃，通過回流比控制器控制回流比為3，使整個精餾裝置的真空度達到0.1MPa，當有回流液后，全回流操作，每隔1小時從精餾塔底取樣采用氣相色譜儀分析，無雜質峰時將塔底二丙二醇甲乙醚收集。
以下為部分試驗例，用以說明本發明選擇的反應溫度、催化劑量等反應條件均為最佳的選擇：
表2溫度對轉化率的影響
二丙二醇乙醚：NaOH＝1:1.25 催化劑：無
從上述表格中可以看出，在其他條件相同下，反應溫度在75℃時，轉化率最高。
表3催化劑的量對轉化率的影響
溫度：75℃ n二丙二醇乙醚：nNaOH＝1:1.25
從上述表格中可以看出，催化劑在3％時反應轉化率最高。
綜上所述，可以確定n二丙二醇乙醚：nNaOH＝1:1.5,催化劑含量為3％，反應溫度在75℃為0水平面。
以下為正交實驗的結果：
表4響應面實驗因素和水平
響應面實驗設計及方案
以下為部分試驗例，用以說明本發明步驟(2)中氯甲烷使用的量、反應溫度等條件為最優選擇：
注：上述試驗結果均是平均試驗結果。
從上述試驗數據可以看出，氯甲烷使用的量能夠影響終產物的產率，使用的少，即使反應溫度高，但收率仍舊不佳，使用的多，反應溫度不高，功耗低產率高，但考慮經濟成本，到氯甲烷使用的量為中間產物的2倍，增加不明顯，故出于產出比的考量，氯甲烷與中間產物的摩爾質量比為1-2:1，反應溫度為70-80℃時為最佳的選擇。
反應時間越長也會使反應越充分，將上述試驗條件中氯甲烷使用的量、反應溫度不變，得到下述試驗結果：
由此可以明確，超過4.5h對反應產率影響不大，還會由于時間過長導致有機揮發而不易提取出來，故考慮到生產時間，易于規模化推廣，反應時間控制在1-4.5h為最優的選擇。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。