[發明專利]二腈化合物的制備方法

有效

• 申請號: 201280014212.4
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN103429566B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 李秉培;吳宰丞;沈由珍;洪蓮叔
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: C07C253/32
• 分類號: C07C253/32;C07C255/09;B01J31/12;C07B61/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明涉及一種二腈化合物的制備方法，并且更具體而言，涉及一種不形成任何雜質的同時能夠簡單地制備二腈化合物的方法。

本申請要求2011年3月18日在韓國提交的申請號為10-2011-0024437的韓國專利申請的優先權，其全文以引用的方式納入本說明書。

本申請還要求2012年1月12日在韓國提交的申請號為10-2012-0003863的韓國專利申請的優先權，其全文以引用的方式納入本說明書。

背景技術

儲能技術在近年來引起了越來越多的關注。隨著儲能技術的應用擴展至移動電話、攝像機、筆記本電腦甚至是電動汽車，對于作為這種電子設備的電源而使用的高能量密度的電池需求正在提高。作為能夠滿足該需要的電池，鋰二次電池被認為是最有前景的并且正被積極研究。

目前許多二次電池是可得的。在這些中，在早達20世紀90年代開發的鋰二次電池的典型的實例包括：由能夠嵌入和脫嵌鋰離子的含碳材料制成的陽極、由含鋰氧化物等制成的陰極、以及鋰鹽以適當量溶解在混合有機溶劑中的無水電解質溶液。

當用于無水電解質溶液的有機溶劑在高溫下長期儲存時易于發生電解質溶液的氧化。該氧化引起氣體的產生，并且因此導致電池膨脹(swelling)，最終導致電池的劣化。由電解質溶液分解引起的氣體可以使袋(pouch)型或罐型的電池組件變形而誘發內部短路。在極端情況下，可能使電池著火或爆炸。電解質溶液的氧化，在高電壓條件下通過溶解的過渡金屬而加速。

為解決上述問題，已經提出各種添加劑以防止無水電解質溶液電池的溶脹。該添加劑的一種實例為具有兩個以上醚鍵的二腈化合物。二腈化合物已知如下作用：抑制電解質溶液與陰極之間的氧化而抑制發熱。并且，二腈化合物還抑制電解質溶液的氧化分解反應而防止電池的膨脹。

在制備二腈化合物的常規方法中，堿性催化劑如堿金屬氫氧化物或季銨化合物用于醇化合物和丙烯腈之間的氰乙基化反應。氫氧化鈉經濟性最優異并且易于合成，廣泛地已知用作堿性催化劑。

然而，在氰乙基化反應中作為媒介的水與丙烯腈反應而形成氰基乙醇，其再與丙烯腈反應而形成雙(2-氰基乙基)醚，由此存在其作為雜質的問題。

嘗試一些方法以抑制副產物的形成，例如通過控制在反應中消耗的丙烯腈的量，并且通過以緩慢的丙烯腈的滴定速率而控制丙烯腈濃度。然而，這些方法具有一些問題，如提高殘留在反應混合物中的醇化合物的含量等，這造成最終產物質量降低。

另一可行的方法是，如果在無水條件下進行反應，則推測可以防止由水而引起氰乙基化。然而，在該情況下，根據堿金屬氫氧化物或有機堿的存在，發生丙烯腈的聚合反應，這導致反應物的變色。

另一方面，解決該問題的建議記載于日本專利注冊第3946825號，其公開了：在無水條件下使用氫氧化鋰作為反應催化劑而制備氰基乙基化合物的方法。有記錄表明：該方法抑制雙(2-氰基乙基)醚的生成，并且也降低由丙烯腈聚合而引起的著色。

然而，氫氧化鋰不能有效地防止具有不飽和鍵的腈化合物聚合，并且其溶解度也相對低，因此存在增加反應時間的問題。

發明內容

技術問題

本申請旨在解決現有技術的問題，因此本申請的一個目的在于提供一種反應時間短而使得生產率優異，并且可以以簡單的方法制備高純度二腈化合物的方法。

技術方案

根據本申請，提供一種二腈化合物的制備方法，其中，使醇化合物與具有端位碳-碳不飽和鍵的腈化合物在無水條件下反應，在所述反應過程中，具有1至5個碳原子的鉀醇鹽用作催化劑。

在本發明中，上述鉀醇鹽只要是C₁-C₅烷氧基與鉀(K)結合的化合物，就不特別限制。適于用于本申請方法的鉀醇鹽的實例包括，但不限于，甲醇鉀、乙醇鉀、叔丁醇鉀和叔戊醇鉀。這些鉀醇鹽可以單獨使用或作為兩種以上的混合物使用。

鉀醇鹽的含量可以根據意欲使用的二腈化合物的具體種類而改變，例如，鉀醇鹽使用量可以為0.01至5重量份，基于100重量份的醇化合物計，但不限于該范圍。

在本申請方法中，用于制備二腈化合物的醇化合物可以為多羥基醇。醇化合物優選為二羥基醇。適用于本申請的醇化合物的更特別的實例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇和戊二醇。這些醇化合物可以單獨使用或作為兩種以上的混合物使用。