[發明專利]硅基酯類化合物制備方法、硅基酯類化合物、包含其的電解液及二次電池

有效

• 申請號: 202010050368.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111217850B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 賀偉;鄭宣鳴;熊亞麗;張志剛;董劍
• 申請（專利權）人: 微宏先進材料公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;H01M10/0525;H01M10/0567
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 蔡光仟

本發明涉及種硅基酯類化合物的制備方法、硅基酯類化合物、包含硅基酯類化合物的電解液及二次電池。一種硅基酯類化合物的制備方法，先將有機堿、有機酸加入到溶劑中反應得到中間體，然后加入鹵代硅烷與所述中間體反應即得到硅基酯類化合物，所述中間體為離子液體。本發明的制備方法可以改進現有的合成方法存在著反應時間產副產物難處理、分步反應帶來的操作復雜、成本高及難以工業化放大生產等問題。

技術領域

本發明涉及一種硅基酯類化合物的制備方法、硅基酯類化合物、包含硅基酯類化合物的電解液及二次電池。

背景技術

硅基酯類化合物在鋰離子電池中具有潛在的應用前景，1967年Von?G.Schott和G.Henneberg研究了雙(三芳基甲硅烷基)草酸酯的制備方法及熱穩定性(Liber?dieStabilitat?von?Bis(triorgano-silyl)-oxalaten，Zeitschrift?fur?anorganische?undallgemeine?Chemie,1967,352,45-52)。1980年Hergott等人報道了三烷基硅基草酸酯的合成(Synthesis,1980,8,626–627)，其通過三甲基氯硅烷和草酸的反應制備三烷基硅基草酸酯，但該反應時間長達64小時，且副產物為HCl；此外，由于反應產生的副產物為HCl不易處理提純，其容易腐蝕金屬器皿或設備，對環境也會造成污染。1981年C.Palomo提出了一種改進的兩步合成方法(Synthesis,1981,10,809–811)，首先需要通過三甲基氯硅烷和噁唑烷酮的反應合成中間體，再利用該中間體與草酸進行反應；其反應分成兩步進行，操作過程復雜，成本也大大提高。

上述制備方法存在反應時間長，副產物難處理或反應分步進行導致的操作復雜及成本高等問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種硅基酯類化合物的制備方法，包括先將有機堿、有機酸加入到溶劑中反應得到離子液體中間體，然后加入鹵代硅烷與所述離子液體中間體反應即得到硅基酯類化合物。

通過有機酸和有機堿反應先生成含酸根的離子液體做中間體，再通過該離子液體中間體和鹵代硅烷反應合成硅基酯類化合物。該中間體對水和空氣穩定，可以用作反應試劑，且該含酸根的離子液體和鹵代硅烷反應，比傳統酸和鹵代硅烷反應具有更大的反應活性，簡化了反應路線。如本發明實施例1中配置的含酸根的離子液體中間體，其在較長時間放置(室溫過夜)后仍然保持高活性，可以繼續和鹵代硅烷反應并獲得高產率。此外，由于中間體上具有有機堿的部分結構，因此可以吸收其與鹵代硅烷反應中產生的鹵化氫等酸性氣體并生成有機酸性離子鹽，因此反應過程中不會有酸性氣體溢出。

本發明硅基酯類化合物可以一鍋法合成，離子液體中間體不需要進行任何操作即可進行下一步反應，反應后只有溶劑、有機酸性離子鹽和目標產物，且副產物有機酸性離子鹽可以通過加入強堿反應后得到有機堿，從而實現原料的回收再利用。本發明的制備方法不僅可以改進現有制備方法中存在的反應時間長、副產物難處理等問題，還能解決分步反應帶來的操作復雜、成本高及難以工業化放大生產等問題。進一步的，本發明所述的制備方法反應條件溫和、反應時間短、制備過程操作方便且能耗低；制備的產物收率高、純度高，且整個制備過程不引入氯離子，可用于鋰離子電池。

上述制備方法對原料有機堿、有機酸加入方式不作限定，可以同時加入，也可以先加入有機堿再加入有機酸，或者先加入有機酸再加入有機堿。

本公開將有機堿與有機酸在溶劑中混合反應得到含有機酸根的離子液體作中間體，再將鹵代硅烷加入上述含有機酸根的離子液體中和所述中間體反應，得到有硅基酯類化合物。

作為一種實施方式，所述含有機酸根的離子液體與鹵代硅烷的物質的量之比為1：1～1：3。