1，4，5，8—辛烷四腈的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化合物制备的技术领域，具体涉及一种1，4,5,8-辛烷四腈的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 1，4,5,8-辛烷四腈主要用作有机合成中间体，高沸点溶剂，电解液添加剂。目前 随着纯电动汽车以及电动自行车的发展，锂离子电池能量密度已经不能满足需求。发展高 电压是未来研究方向之一。传统的碳酸酯电解液会在4.5 V电压以上发生分解，电解液的持 续分解会严重影响电池性能，向电解液中添加电解液添加剂提高电池的性能已迫在眉睫。 现有技术中采用金属钠参与反应，会导致整个制备工艺的安全性不高，工业化困难。
【发明内容】
[0003] 本发明的技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种1，4,5,8-辛烷四腈的制 备方法，采用丙烯腈和丁二腈为原料进行制备，制备方法还具有产率高、原材料易得，反应 控制简单，产品纯度高等优点。制备的材料可以在正极表面成膜，隔断过渡金属离子在高电 压下催化电解液分解，从而提高电池性能。
[0004] 本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：
[0005] 1，4，5，8-辛烷四腈的制备方法，按照下述步骤进行：
[0006] 步骤1，在反应容器中添加叔丁醇钾和甲苯，并分散成均匀的悬浮液，接着，并将悬 浮液加热至50_70°C;
[0007] 步骤2,向悬浮液中加入丁二腈，在加入丁二腈的过程中维持悬浮液温度与步骤1 的温度一致，在析出浅黄色固体时，将反应体系加热至80_100°C下继续反应1-5小时，待反 应结束后，加入冰水降温至5-10摄氏度，然后过滤并将滤饼水洗干净；
[0008] 步骤3,步骤2得到的滤饼加入氢氧化钠水溶液中，再依次加入甲苯、叔丁基邻苯二 酚氯化铵、苄基三乙基氯化铵搅拌均匀得到混合液，再向混合液中加入丙烯腈，在上述加 入甲苯、叔丁基邻苯二酚氯化铵、苄基三乙基氯化铵和丙烯腈的过程中，控制体系温度为 20-40。。；
[0009] 步骤4,在加入丙烯腈后，将混合液在50_70°C的条件下反应至少1小时得到反应 液，优选1 一3小时，并自然冷却至室温20-25摄氏度；
[0010] 步骤5,向冷却至室温的反应液中加入水进行分液处理，得到水相和有机相，将有 机相进行干燥和减压浓缩，得到褐色有状物，即为粗产品1，4，5，8-辛烷四腈；
[0011] 步骤6，将粗产品1，4，5，8-辛烷四腈进行蒸馏，以得到精制的1，4，5，8-辛烷四 腈，选择在60-80°C条件下进行分子蒸馏，优选70-80摄氏度。
[0012] 在本发明的技术方案中，整个反应过程在惰性气体保护下进行，例如氮气、氩气或 者氦气。
[0013] 在本发明的技术方案中，整个反应过程在机械搅拌或者超声分散下进行，以使各 个组分能够充分混合接触。
[0014] 在本发明的技术方案中，在步骤1和2中，步骤2中使用的丁二腈与步骤1使用的叔 丁醇钾的摩尔比为1: (1一1.2);在步骤1和2中，步骤2中使用的丁二腈的摩尔数与步骤1使 用的甲苯的体积之比为（1 一 10):1000，优选(5-8): 1000。
[0015] 在本发明的技术方案中，在步骤3中，步骤2中使用的丁二腈的摩尔数与步骤3中使 用的甲苯的体积之比为（1 一 10):1000，优选(5-8): 1000。
[0016] 在本发明的技术方案中，在步骤3中，以质量份数比计，步骤2中使用的丁二腈、步 骤3中使用的叔丁基邻苯二酚氯化铵和步骤3中使用的苄基三乙基氯化铵的质量比为(30- 40) :1:1，优选（35-38):1:1。
[0017] 在本发明的技术方案中，在步骤3中，以摩尔比计，步骤3中使用的丙烯腈和步骤2 使用的丁二腈的摩尔比为（1 一2) :1，优选(1.5-2) :1。
[0018] 在本发明的技术方案中，在步骤3中，氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的浓度为10- 20mol/L，步骤2中使用的丁二腈的质量与步骤3使用的氢氧化钠水溶液的体积之比为1: (1-1.5)。
[0019]在本发明技术方案中，以有机反应丁二腈和丙烯腈合成1，4,5,8-辛烷四腈，与现 有技术的制备方法相比，本发明中避免碱金属的使用，以有机反应进行合成，原料安全，反 应过程可控，对产物1，4,5,8-辛烷四腈进行核磁共振的检测，Η谱数据如下：1H-匪R (400102，〇03〇~)3(?卩]\〇:1.94(14!〇,2.37(8,4!〇2.5(?，2!〇，如附图1所示。以气相色谱进 行检测，仪器:气相色谱仪;色谱柱型号:RTX-65，30m X 0.32mm X 0.25μπι;检测条件:进样口 温度:200°C，分流比：100:1;柱流速：lml/min，柱箱温度(程序升温）：初温40°C，保持5min， 一阶升温速率20°C/min，二阶温度220°C，保持5min;检测器:FID检测器，温度：290°C，氢气 流量:30ml/min，空气流量:400ml/min，尾吹流量:25ml/min，恒定柱流+尾吹:26ml/min;样 品制备：lg样品溶于9g溶剂中，进样量:0.5μ1。删除溶样溶剂峰及溶样溶剂杂质峰后，面积 归一化含量即为产品纯度，产品中残留溶剂的面积归一化含量即为溶剂残留。
[0021] 本发明中避免碱金属的使用，以有机反应进行合成1，4,5,8-辛烷四腈，在电池领 域对外加添加剂有严格要求，电池对于水分还有酸值要求很高，水分高，电池性能下降，酸 值高，电池寿命低，利用本发明技术方案制备的1，4，5，8-辛烷四腈纯度可达99.5 %以上， 水分含量< 20ΡΡΜ，酸值< 50ΡΡΜ，用作电池的电解液添加剂之后在负极形成SEI膜，有效的 保护负极，不仅防止高温下容量的降低，还可有效提高高温情况下电池的性能。
【附图说明】
[0022] 图1是利用本发明制备方法制备的1，4,5,8-辛烷四腈的核磁共振谱图。
[0023] 图2是本发明制备方法的路线示意图。
[0024] 图3是添加有lwt%的1，4,5,8-辛烷四腈的电解液的电池和不进行添加的基础电 解液的电池分别于65°C循环50周前后的EIS图，白色矩形代表不进行添加的基础电解液的 电池，黑色菱形代表添加有lwt%的1，4,5,8-辛烷四腈的电解液的电池。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0026] 实施例1
[0027] 步骤1，在反应容器中添加叔丁醇钾和甲苯，并分散成均匀的悬浮液，接着，并将悬 浮液加热至70°C;
[0028] 步骤2,向悬浮液中加入丁二腈，在加入丁二腈的过程中维持悬浮液温度与步骤1 的温度一致，在析出浅黄色固体时，将反应体系加热至l〇〇°C下继续反应5小时，待反应结束 后，加入冰水降温至5摄氏度，然后过滤并将滤饼水洗干净；
[0029] 步骤3,步骤2得到的滤饼加入氢氧化钠水溶液中，再依次加入甲苯、叔丁基邻苯二 酚氯化铵、苄基三乙基氯化铵搅拌均匀得到混合液，再向混合液中加入丙烯腈，在上述加入 甲苯、叔丁基邻苯二酚氯化铵、苄基三乙基氯化铵和丙烯腈的过程中，控制体系温度为20 °c；
[0030] 步骤4,在加入丙烯腈后，将混合液在70°C的条件下反应1小时得到反应液，并自然 冷却至室温25摄氏度；
[0031] 步骤5,向冷却至室温的反应液中加入水进行分液处理，得到水相和有机相，将有 机相进行干燥和减压浓缩，得到褐色有状物，即为粗产品1，4，5，8-辛烷四腈；
[0032] 步骤6,将粗产品1，4,5,8-辛烷四腈进行蒸馏，以得到精制的1，4,5,8-辛烷四 腈，选择在80°C条件下进行分子蒸馏。
[0033] 整个反应过程在