一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法与流程

本发明涉及锂离子电池电解液添加剂领域，具体涉及一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法。

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。不论是电解质锂盐、新型有机溶剂还是电解液添加剂，对这些组分的研究一直在进行，由于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。因此，锂二次电池的高容量化不断发展，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。现有的硫酸酯的制备方法存在工艺路线复杂，步骤多，提纯难度高，产物纯度低的缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯为一种新型硫酸酯。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3、一、将卤代烃、溶剂1、碱混合搅拌升温，反应温度70～80℃，搅拌2～4h，其中溶剂1的质量为g1；然后滴加溶剂1和环氧乙基甲酸的混合液，其中溶剂1和环氧乙基甲酸形成的混合液中溶剂1的质量为g2；反应完毕，过滤，滤液减压除去溶剂1，得到步骤一产物；所述的溶剂1为乙腈或thf，thf中文名为四氢呋喃，所述的卤代烃结构为：r-x，r为碳原子1～4的烃基，x为溴或氯原子,碱为碱金属氢氧化物；

4、二、向高压反应釜中投入步骤一产物、溶剂2、催化剂，通入二氧化硫升温反应，反应温度100～120℃，反应完毕，用冰水洗涤反应液，加入无水硫酸钠干燥后，减压除去50～70％的溶剂2，加入正己烷析晶、过滤、干燥收取成品，催化剂为季铵盐，溶剂2为与水不相容的溶剂，并且溶剂2的沸点为100～150℃，1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的结构如下：

5、r为碳原子1～4的烃基。

6、进一步地，前述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其中：溶剂1的总使用量为环氧乙基甲酸质量的2～4倍，g1和g2的质量比为1:(2～5)。

7、进一步地，前述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其中：碱为氢氧化钠或者氢氧化钾，使用量为环氧乙基甲酸摩尔量的1.05～1.15。

8、进一步地，前述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其中：所述的卤代烃的使用量为环氧乙基甲酸摩尔量的1.05～1.15。

9、进一步地，前述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其中：二氧化硫使用量为环氧乙基甲酸摩尔量的1.01～1.025。

10、进一步地，前述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其中：溶剂2为甲苯或二甲苯，优选为甲苯，使用量为环氧乙基甲酸质量的2～4倍。

11、进一步地，前述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其中：催化剂为四乙基溴化铵、四乙基氯化铵、四丁基溴化铵中的一种，使用量为环氧乙基甲酸摩尔量的0.01～0.025。

12、本发明的优点是：所述的制备方法工艺路线简单，步骤少，提纯难度低，产物纯度高，可达99％以上，可用做锂离子电池电解液的添加剂。

技术特征：

1.一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其特征在于：溶剂1的总使用量为环氧乙基甲酸质量的2～4倍，g1和g2的质量比为1:(2～5)。

3.根据权利要求1或2所述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其特征在于：碱为氢氧化钠或者氢氧化钾，使用量为环氧乙基甲酸摩尔量的1.05～1.15。

4.根据权利要求1或2所述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其特征在于：所述的卤代烃的使用量为环氧乙基甲酸摩尔量的1.05～1.15。

5.根据权利要求1或2所述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其特征在于：二氧化硫使用量为环氧乙基甲酸摩尔量的1.01～1.025。

6.根据权利要求1或2所述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其特征在于：溶剂2为甲苯或二甲苯，使用量为环氧乙基甲酸质量的2～4倍。

7.根据权利要求6所述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其特征在于：溶剂2为甲苯。

8.根据权利要求1或2所述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其特征在于：催化剂为四乙基溴化铵、四乙基氯化铵、四丁基溴化铵中的一种，使用量为环氧乙基甲酸摩尔量的0.01～0.025。

9.根据权利要求1或2所述的一种1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷-2-氧化物-4-羧酸酯的制备方法，其特征在于：步骤二中，减压除去60％的溶剂2。

技术总结
本发明公开了一种1,3,2‑二氧杂硫杂环戊烷‑2‑氧化物‑4‑羧酸酯的制备方法，包括以下步骤：一、将卤代烃、溶剂1、碱混合搅拌升温，反应温度70～80℃，搅拌2～4h，滴加溶剂1和环氧乙基甲酸的混合液，反应完毕，过滤，滤液减压除去溶剂1，得到步骤一产物；二、向高压反应釜中投入步骤一产物、溶剂2、催化剂，通入二氧化硫升温反应，反应温度100～120℃，反应完毕，用冰水洗涤反应液，加入无水硫酸钠干燥后，减压除去50～70%的溶剂2，加入正己烷析晶、过滤、干燥收取成品。所述的制备方法工艺路线简单，步骤少，提纯难度低，产物纯度高，可达99%以上，可用做锂离子电池电解液的添加剂。

技术研发人员：常楠,屠林杰,陈晓华,张明亮,吕鹏程,周铭柯
受保护的技术使用者：张家港市国泰华荣化工新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4