[发明专利]一种亚硫酸丁烯酯的制备方法

说明书

一种亚硫酸丁烯酯的制备方法，属于电池添加剂技术领域。其特征在于，包括以下步骤：在90℃~180℃下，将亚硫酸二烷基酯和干燥的丁二醇在复配催化剂的作用下在精馏反应器中发生酯交换反应，反应2~10小时，所述的亚硫酸二烷基酯和干燥的丁二醇的摩尔比为1：1.0～1.5，所述的复配催化剂为烷基醇钠和氧化镁的复配催化剂；反应结束后经精馏、重结晶得到亚硫酸丁烯酯。本发明为一种反应原料危险性小、收率高、无酸性副产生成的制备方法。

技术领域

一种亚硫酸丁烯酯的制备方法，属于电池添加剂技术领域。

背景技术

亚硫酸丁烯酯主要应用于锂离子电池添加剂。其分子的总势能、 LUMO值比碳酸丙烯酯（PC）的低，具有较强的得电子能力，不易被氧化。其作为添加剂与碳酸丙烯酯(PC)混合应用于锂离子电池中，可有效地抑制PC在石墨电极中的共插入，较好的保护电极，能显著改善锂电池内循环性能，延长电池使用寿命。

现有技术中亚硫酸丁烯酯主要由丁二醇和二氯亚砜经环化脱氯化氢制得（Journal of Organic Chemistry. 1990,55:1211~1217、 J. Am. Chem. Soc. 1988,110;7538~7539）

该方法采用危险化学品二氯亚砜，由于该化合物易潮解放出HCl气体，因此在存储和使用时均有严格要求，进而对生产条件和设备提出较高要求；同时该方法产生大量酸性气体，需要进行碱吸收，由于有强酸性气体产生，这使得反应管路、尾气吸收装置均需要采用高品质不锈钢或合金材质；此外该反应收率为60%~70%，收率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种危险性小、反应收率高的亚硫酸丁烯酯的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该亚硫酸丁烯酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在90℃~180℃下，将亚硫酸二烷基酯和干燥的丁二醇在复配催化剂的作用下在精馏反应器中发生酯交换反应，反应2~10小时，所述的亚硫酸二烷基酯和干燥的丁二醇的摩尔比为1：1.0～1.5，所述的复配催化剂为烷基醇钠和氧化镁的复配催化剂；

2）反应结束后经精馏、重结晶得到亚硫酸丁烯酯。

本发明公开了一种亚硫酸丁烯酯的制备方法，设定温度下亚硫酸二烷基酯和丁二醇在精馏反应器中发生酯交换反应，以烷基醇钠和氧化镁为复配催化剂，反应结束后经精馏、重结晶即得亚硫酸丁烯酯。该方法使用危险性小的原料亚硫酸二烷基酯和丁二醇，并且仅有可利用的烷基醇类副产产生，避免了以往方法中大量强酸性副产和原料较危险的缺点，并且反应收率高，经简单后处理即可得到高纯度产品。

优选的，步骤1）中所述的亚硫酸二烷基酯和丁二醇的摩尔比例为1：1.1～1.2。控制原料亚硫酸二烷基酯和丁二醇的摩尔比能够更好的控制反应收率。

优选的，步骤1）中所述的亚硫酸二烷基酯为亚硫酸二甲酯或亚硫酸二乙酯。亚硫酸二甲酯或亚硫酸二乙酯在本发明中表现出较好的适用性，与其它亚硫酸二烷基酯相比，反应速率快、收率高。

优选的，步骤1）中所述的复配催化剂的添加量为亚硫酸二烷基酯和干燥的丁二醇的总质量的0.05%~1%。复合催化剂的加入量主要影响反应速率，优选的加入量能够在保证反应速率的前提下，保证反应温和。

优选的，步骤1）中所述的烷基醇钠为甲醇钠或乙醇钠。优选的烷基醇钠与氧化镁配合的复配催化剂，能够更容易的使反应启动，所需的反应温度更低，反映效率更高。

优选的，步骤1）中所述的烷基醇钠和氧化镁的摩尔比为1.7~2.8：1。优选的烷基醇钠和氧化镁的摩尔比能够得到最佳的复配催化剂，使所需的反应温度更低，提高反映效率。