本发明涉及一种新型化合物,具体涉及硫酸酯及其制备方法。
背景技术:
1、近年来,随着人们环境保护意识的不断增强,围绕着绿色可持续发展能源的问题,全世界范围内对高能化学电源的研究不断向纵深发展,其中锂离子电池成为最具有实用优势的电源种类之一。作为锂离子电池重要组分的电解液体系也经历了不断的发展。电解质锂盐、新型有机溶剂以及电解液添加剂的研究一直在进行,尤其是添加剂能够对电池性能产生很大的影响,因此受到广泛的重视。
2、搭载了锂二次电池的电子设备的多功能化仍不断发展,耗电量增大。随着锂二次电池的高容量化不断发展,因此需要提高电极的密度或减小电池内的无用的空间容积等使得电池内的非水电解液所占的体积变小。硫酸酯作为锂离子电池电解液的添加剂,其作用在于抑制带电池初始容量的下降,增大初始放电容量,减少高温放置后的电池膨胀,提高电池的充放电性能及循环次数。
技术实现思路
1、本发明的目的是:提供一种新型的硫酸酯及其制备方法。
2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种新型硫酸酯为1,3,2-二氧杂环己烷-4-羧酸酯-2,2-二氧化物,其结构如下:
3、 ;
4、式中,r为碳原子1~4的烃基。
5、1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,包括以下步骤:一、将甘油酸、第一有机溶剂、碱,混合搅拌升温,反应温度控制在80℃~120℃,搅拌反应2-4h后,滴加卤代烃,所述的卤代烃结构为:,
6、r为碳原子1~4的烃基,x为卤族原子;反应温度控制在60℃~100℃,反应完毕后,减压除去第一有机溶剂得中间产物;所述的第一有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或者二甲基亚砜(dmso);
7、二、在中间产物加入第二有机溶剂,所述的第二有机溶剂与水不互溶,氮气保护下将硫酸二咪唑与第二有机溶剂混合后,滴加入中间产物与第二有机溶剂的混合物中进行反应,温度控制在0~10℃,反应完毕,经后处理得成品。
8、进一步地,前述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其中,第一步骤中的碱为氢氧化钠或者氢氧化钾,使用量为甘油酸摩尔量的1.05~1.15。
9、进一步地,前述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其中,x为溴或氯。
10、进一步地,前述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其中,使用量为甘油酸摩尔量的1.05~1.15。
11、进一步地,前述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其中,硫酸二咪唑与甘油酸的投料摩尔比为1:1.05~1.15。
12、进一步地,前述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其中,第一有机溶剂的使用量为甘油酸质量的3~8倍。
13、进一步地,前述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其中,第二有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、乙酸乙酯;第二有机溶剂的使用量为甘油酸质量的10~20倍。
14、进一步地,前述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其中,第二步骤中,反应结束后,后处理步骤包括:反应液用冰水洗涤,用无水硫酸钠干燥,减压除去有机溶剂,再用体积比为1:1的丙酮和正己烷溶液重结晶,得成品。
15、本发明的优点是:提供了一种新型硫酸酯,硫酸酯的制备工艺路线简单,废弃物少,溶剂可回收再利用,提纯难度低,只需水洗重结晶等常规方法,产物纯度高,可达99%以上,收率高达80%以上。
1.一种新型硫酸酯为1,3,2-二氧杂环己烷-4-羧酸酯-2,2-二氧化物,其结构结构如下:
2.1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,包括以下步骤:一、将甘油酸、第一有机溶剂、碱,混合搅拌升温,反应温度控制在80℃~120℃,搅拌反应;然后滴加卤代烃,所述的卤代烃结构为:,r为碳原子1~4的烃基,x为卤族原子,滴加时反应温度控制在60℃~100℃,反应完毕后,除去第一有机溶剂得中间产物;所述的第一有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜;
3.根据权利要求2所述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其特征在于:第一步骤中的碱为氢氧化钠或者氢氧化钾,使用量为甘油酸摩尔量的1.05~1.15。
4.根据权利要求2所述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其特征在于:x为溴或氯。
5.根据权利要求4所述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其特征在于:使用量为甘油酸摩尔量的1.05~1.15。
6.根据权利要求2所述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其特征在于:硫酸二咪唑与甘油酸的投料摩尔比为1:1.05~1.15。
7.根据权利要求2所述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其特征在于:第一有机溶剂的使用量为甘油酸质量的3~8倍。
8.根据权利要求2所述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其特征在于:第二有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、乙酸乙酯;第二有机溶剂的使用量为甘油酸质量的10~20倍。
9.根据权利要求2所述的1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2,2-二氧化物-4-羧酸酯的制备方法,其特征在于:第二步骤中,反应结束后,后处理步骤包括:反应液用冰水洗涤,用无水硫酸钠干燥,减压除去有机溶剂,再用体积比为1:1的丙酮和正己烷溶液重结晶,得成品。