[發明專利]一種聯二硫酸乙烯酯的制備方法

有效

• 申請號: 202011554811.8
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN114685424B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 韋偉;李晶;姚漢清;蔣云菊;吳海峰
• 申請（專利權）人: 浙江藍天環保高科技股份有限公司;中化藍天集團有限公司
• 主分類號: C07D327/10
• 分類號: C07D327/10
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明公開了一種聯二硫酸乙烯酯的制備方法，所述制備方法包括：A1.閉環步驟：赤蘚糖醇和氯化亞砜反應獲得聯二亞硫酸乙烯酯；A2.氧化步驟：所述聯二亞硫酸乙烯酯在含臭氧氣體的氧化作用下，獲得聯二硫酸乙烯酯，所述含臭氧氣體中，臭氧含量為0.1～50％。本發明具有反應收率高、產品純度高的優點。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池電解液添加劑的合成，具體涉及一種純度高、水分含量低的聯二硫酸乙烯酯的制備方法。

背景技術

鋰離子電池具有體積小、安全性能好、重量輕、比性能高、電壓高、壽命長、無污染等優點，使其得到廣泛的應用。近年來，隨著我國新能源汽車市場的快速發展，帶動動力鋰電池需求的大幅增長，隨著市場對鋰電池能量性能要求的不斷提高，鋰離子電池電解液及功能添加劑的研發備受關注。

環狀硫酸乙烯酯類化合物作為鋰離子電池電解液添加劑，可抑制電池初始容量的下降，增大初始放電容量，減少高溫放置后的電池膨脹，提高電池的充放電性能及循環次數。聯二硫酸乙烯酯作為環狀硫酸乙烯酯類的一種，具有廣闊的市場需求和開發前景。目前報道的聯二硫酸乙烯酯的制備方法包括以下兩種：

一、酰化法

酰化法主要通過硫酰氟與鄰二醇的反應制備環狀硫酸酯。

專利CN107629032A公開了以硫酰氟與赤蘚糖醇為原料，在縛酸劑和催化劑作用下制備聯二硫酸乙烯酯的方法。該方法雖然原料便宜，但反應收率低，腐蝕性強，對環境污染大，不適合工業化生產。

二、氧化法

氧化法以赤蘚糖醇與二氯亞砜為原料，先生成中間體聯二亞硫酸乙烯酯，之后氧化生成聯二硫酸乙烯酯。

專利CN106905291A公開了以次氯酸鈉為氧化劑，在三氯化釕水溶液催化下，氧化得到聯二硫酸乙烯酯的方法。但該方法中次氯酸鈉氧化性強且極不穩定，工藝成本高，不容易控制，產生的廢水量大；同時，產品中氯代雜質較多，水分較多，產品純度低，影響了其作為電解液添加劑應用。

專利KR102080198A中公開了以高氯酸鈣為氧化劑，在三氯化釕水溶液催化下得到聯二硫酸乙烯酯的方法。但該方法中的高氯酸鈣價格極其昂貴，成本過高，只能在實驗室作為試劑的制備，無法實現工業化；另一方面，產品中氯代雜質較多，水分酸度高，同樣不能滿足其作為電解液添加劑的要求。

專利CN110386916A公開了以雙氧水和濃硫酸制備獲得的過氧硫酸來氧化得到聯二硫酸乙烯酯的方法，該方法中過氧硫酸為易爆化學品，安全風險大，且產品中硫酸根離子等超標同樣影響后期應用。

綜上所述，目前聯二硫酸乙烯酯的制備工藝普遍存在產品純度低，水分、酸度超標的問題，因此，開發一種工藝簡單，水分含量低、酸度低，產品純度高、收率高的聯二硫酸乙烯酯制備工藝具有重要意義。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種產品純度高，水分含量低、酸度低，適于產業化生產的聯二硫酸乙烯酯的制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種聯二硫酸乙烯酯的制備方法，所述制備方法包括：

A1.閉環步驟：赤蘚糖醇和氯化亞砜反應獲得聯二亞硫酸乙烯酯；

A2.氧化步驟：所述聯二亞硫酸乙烯酯在含臭氧氣體的氧化作用下，獲得聯二硫酸乙烯酯。

所述氯化亞砜和赤蘚糖醇的摩爾比為(2～4)：1，優選摩爾配比為(2.1～2.2)：1。

臭氧作為一種氧化性氣體，具有反應迅速、流程簡單、沒有二次污染等優點，使得本發明聯二硫酸乙烯酯的制備過程中，后處理方便，三廢少，綠色環保。