CN110655501A - 甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,步骤包括:甲基二磺酸和多聚甲醛在分散剂与脱水剂的条件下升温回流,反应结束后,反应液冷却至室温后抽滤除去不溶物得滤液,滤液真空旋干得到产品甲烷二磺酸亚甲酯;所述的脱水剂采用无水硫酸镁或无水硫酸钠。本发明的优点在于:一、分散剂条件使得反应原料能够充分反应,后处理简单,更适于工业生产。二、采用无水硫酸镁或无水硫酸钠的脱水过程为物理脱水,避免副反应,从而能有效提高收率。
Description
技术领域
本发明涉及甲烷二磺酸亚甲酯的制备技术领域。
背景技术
由于锂电池具有较高的能量重量比、可重复充电次数多、使用寿命长等优点,锂电池已经成为各种便携式电子产品的供电首选。随着锂电池越来越多地应用,锂电池循环使用的寿命已经成为人们越来越关注的焦点。
甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)是一种新型的锂离子电池电解液添加剂,添加MMDS后的锂离子电池电解液的性能得到明显改善,不仅循环特性有效提高,使用寿命也得到显著延长。
现有技术甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法主要有以下四种。
(1)采用碳酸银和二碘甲烷为原料,在干燥的环己烷为溶剂的反应体系中经过两步反应得到产物。反应采用的原料都比较昂贵,且毒性大,对环境不友好,操作复杂,不易于工业化生产。
(2)采用甲基二磺酸与多聚甲醛为原料,以五氧化二磷为脱水剂,在熔融状态下进行固相反应。该反应条件为固态熔融状态,不适合工业化生产,收率较低。
(3)采用甲基二磺酸与甲醛为原料,使用氯化亚砜、三氯化磷、光气等剧毒试剂为酰化试剂。该反应需要多步反应,生成的副产物毒性较大,不适合工业化生产。
(4)采用甲基二磺酸与甲醛为原料,以五氧化二磷为脱水剂,添加有机溶剂作为助磨剂,反应采用球磨方式进行,投料量有一定限制,难以工业化生产。
由以上的几种制备方法发现:目前的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法还有待于进一步研发。
发明内容
本发明的目的是:提供一种适于工业生产、产品收率高、成本低的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,步骤包括:甲基二磺酸和多聚甲醛在分散剂与脱水剂的条件下升温回流,反应结束后,反应液冷却至室温后抽滤除去不溶物得滤液,滤液真空旋干得到产品甲烷二磺酸亚甲酯;所述的脱水剂采用无水硫酸镁或无水硫酸钠。
进一步地,前述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其中,投料过程如下:先投入甲基二磺酸和脱水剂,再加入分散剂,升温至回流温度后,多聚甲醛分若干批次加入,批次至少为两批次。
进一步地,前述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其中,甲基二磺酸与脱水剂的摩尔比为1:0.6~0.9。
进一步地,前述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其中,甲基二磺酸和多聚甲醛的摩尔比为:1:0.4~0.5。
进一步地,前述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其中,脱水剂优选为无水硫酸镁。
进一步地,前述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其中,分散剂的水分含量小于5000ppm。
进一步地,前述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其中,分散剂选用甲苯、二甲苯、苯重的一种或多种,回流反应温度控制在80℃~140℃。
更进一步地,前述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其中,回流反应时间为5~8小时。
更进一步地,前述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其中,回流反应时间优选为6小时。
本发明的优点是:一、分散剂条件使得反应原料能够充分反应,后处理简单,更适于工业生产。二、多聚甲醛分批次加入,能进一步确保反应均匀、充分,从而有效节约生产成本。三、采用无水硫酸镁或无水硫酸钠的脱水过程为物理脱水,避免副反应,从而能有效提高收率。
具体实施方式
下面对甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法做进一步详细介绍。
甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,步骤包括:甲基二磺酸和多聚甲醛在分散剂与脱水剂的条件下升温回流反应,反应结束后,反应液冷却至室温后抽滤除去不溶物得滤液,滤液真空旋干得到产品甲烷二磺酸亚甲酯;所述的脱水剂采用无水硫酸镁或无水硫酸钠。由于无水硫酸镁的分散性更好,脱水效率更高,因此脱水剂优选为无水硫酸镁。
为了提高反应效果,投料过程如下:先投入甲基二磺酸和脱水剂,再加入分散剂,边搅拌边升温至回流反应温度后,多聚甲醛分成若干批次加入,批次至少为两批次,考虑到反应时间,可分为三批次加入。多聚甲醛每批次的加入量相同。
为了确保反应完全,节约原料,甲基二磺酸和多聚甲醛的摩尔比为:1:0.4~0.5。
为了保证脱水效果,提高收率,甲基二磺酸与脱水剂的摩尔比为1:0.6~0.9。
分散剂选用甲苯、二甲苯、苯中的一种或多种,回流反应温度控制在80℃~140℃。分散剂的水分含量小于5000ppm。
为了确保反应完全,回流反应时间为5~8小时,回流反应时间优选为6小时。
下面给出具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一:
将甲基二磺酸176g,无水硫酸镁80g,甲苯1.5L,甲苯的水分含量为400ppm,加入到2L反应瓶中,机械搅拌下升温至回流温度110℃。36g多聚甲醛平均分成三批次,依次加入,在回流条件下反应6h,反应结束后反应液冷却至室温,抽滤除去不溶物,滤液真空旋干得到白色甲烷二磺酸亚甲酯产品130.1g,收率69.2%。
实施例二:
将甲基二磺酸88g,无水硫酸钠47.5g,二甲苯800ml,二甲苯的水分含量为350ppm,加入到2L反应瓶中,机械搅拌下升温至回流温度140℃。18g多聚甲醛平均分成三批次,依次加入,在回流条件下反应6h,反应结束后反应液冷却至室温,抽滤除去不溶物,滤液真空旋干得到白色甲烷二磺酸亚甲酯产品66.3g,收率70.5%。
实施例三:
将甲基二磺酸132g,无水硫酸镁62g,将甲苯和二甲苯各600ml加入到2L反应瓶中,甲苯的水分含量为380ppm,二甲苯的水分含量为360ppm,机械搅拌下升温至回流温度130℃。多聚甲醛27g平均分三批次,依次加入,在回流条件下反应6h,反应结束后反应液冷却至室温,抽滤除去不溶物,滤液真空旋干得到类白色甲烷二磺酸亚甲酯产品91.7g,收率65%。
由上可知,本发明所述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法具有以下优点:一、分散剂条件使得反应原料能够充分反应,后处理简单,更适于工业生产。二、多聚甲醛分批次加入,能进一步确保反应均匀、充分,从而有效节约生产成本。三、采用无水硫酸镁或无水硫酸钠的脱水过程为物理脱水,避免副反应,从而能有效提高收率。
Claims (9)
1.甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其特征在于:步骤包括:甲基二磺酸和多聚甲醛在分散剂与脱水剂的条件下升温回流,反应结束后,反应液冷却至室温后抽滤除去不溶物得滤液,滤液真空旋干得到产品甲烷二磺酸亚甲酯;所述的脱水剂采用无水硫酸镁或无水硫酸钠。
2.根据权利要求1所述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其特征在于:投料过程如下:先投入甲基二磺酸和脱水剂,再加入分散剂,升温至回流温度后,多聚甲醛分若干批次加入,批次至少为两批次。
3.根据权利要求1所述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其特征在于:甲基二磺酸与脱水剂的摩尔比为1:0.6~0.9。
4.根据权利要求1所述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其特征在于:甲基二磺酸和多聚甲醛的摩尔比为:1:0.4~0.5。
5.根据权利要求1所述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其特征在于:脱水剂优选为无水硫酸镁。
6.根据权利要求1所述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其特征在于:分散剂的水分含量小于5000ppm。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其特征在于:分散剂选用甲苯、二甲苯、苯重的一种或多种,回流反应温度控制在80℃~140℃。
8.根据权利要求7所述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其特征在于:回流反应时间为5~8小时。
9.根据权利要求8所述的甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法,其特征在于:回流反应时间优选为6小时。
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