CN111217850A - 硅基酯类化合物制备方法、硅基酯类化合物、包含其的电解液及二次电池 - Google Patents

硅基酯类化合物制备方法、硅基酯类化合物、包含其的电解液及二次电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及种硅基酯类化合物的制备方法、硅基酯类化合物、包含硅基酯类化合物的电解液及二次电池。一种硅基酯类化合物的制备方法，先将有机碱、有机酸加入到溶剂中反应得到中间体，然后加入卤代硅烷与所述中间体反应即得到硅基酯类化合物，所述中间体为离子液体。本发明的制备方法可以改进现有的合成方法存在着反应时间产副产物难处理、分步反应带来的操作复杂、成本高及难以工业化放大生产等问题。

Description

硅基酯类化合物制备方法、硅基酯类化合物、包含其的电解液 及二次电池
技术领域
本发明涉及一种硅基酯类化合物的制备方法、硅基酯类化合物、包含硅基酯类化合物的电解液及二次电池。
背景技术
硅基酯类化合物在锂离子电池中具有潜在的应用前景，1967年Von G. Schott和G.Henneberg研究了双(三芳基甲硅烷基)草酸酯的制备方法及热稳定性(Liber dieStabilitat von Bis(triorgano-silyl)-oxalaten，Zeitschrift fur anorganische undallgemeine Chemie,1967,352,45-52)。1980年Hergott等人报道了三烷基硅基草酸酯的合成(Synthesis,1980,8,626–627)，其通过三甲基氯硅烷和草酸的反应制备三烷基硅基草酸酯，但该反应时间长达64小时，且副产物为HCl；此外，由于反应产生的副产物为HCl不易处理提纯，其容易腐蚀金属器皿或设备，对环境也会造成污染。1981年C.Palomo提出了一种改进的两步合成方法 (Synthesis,1981,10,809–811)，首先需要通过三甲基氯硅烷和噁唑烷酮的反应合成中间体，再利用该中间体与草酸进行反应；其反应分成两步进行，操作过程复杂，成本也大大提高。
上述制备方法存在反应时间长，副产物难处理或反应分步进行导致的操作复杂及成本高等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种硅基酯类化合物的制备方法，包括先将有机碱、有机酸加入到溶剂中反应得到离子液体中间体，然后加入卤代硅烷与所述离子液体中间体反应即得到硅基酯类化合物。
通过有机酸和有机碱反应先生成含酸根的离子液体做中间体，再通过该离子液体中间体和卤代硅烷反应合成硅基酯类化合物。该中间体对水和空气稳定，可以用作反应试剂，且该含酸根的离子液体和卤代硅烷反应，比传统酸和卤代硅烷反应具有更大的反应活性，简化了反应路线。如本发明实施例1中配置的含酸根的离子液体中间体，其在较长时间放置(室温过夜)后仍然保持高活性，可以继续和卤代硅烷反应并获得高产率。此外，由于中间体上具有有机碱的部分结构，因此可以吸收其与卤代硅烷反应中产生的卤化氢等酸性气体并生成有机酸性离子盐，因此反应过程中不会有酸性气体溢出。
本发明硅基酯类化合物可以一锅法合成，离子液体中间体不需要进行任何操作即可进行下一步反应，反应后只有溶剂、有机酸性离子盐和目标产物，且副产物有机酸性离子盐可以通过加入强碱反应后得到有机碱，从而实现原料的回收再利用。本发明的制备方法不仅可以改进现有制备方法中存在的反应时间长、副产物难处理等问题，还能解决分步反应带来的操作复杂、成本高及难以工业化放大生产等问题。进一步的，本发明所述的制备方法反应条件温和、反应时间短、制备过程操作方便且能耗低；制备的产物收率高、纯度高，且整个制备过程不引入氯离子，可用于锂离子电池。
上述制备方法对原料有机碱、有机酸加入方式不作限定，可以同时加入，也可以先加入有机碱再加入有机酸，或者先加入有机酸再加入有机碱。
本公开将有机碱与有机酸在溶剂中混合反应得到含有机酸根的离子液体作中间体，再将卤代硅烷加入上述含有机酸根的离子液体中和所述中间体反应，得到有硅基酯类化合物。
作为一种实施方式，所述含有机酸根的离子液体与卤代硅烷的物质的量之比为1：1～1：3。
作为一种实施方式，所述有机碱选自氨和/或胺类化合物。作为一种实施方式，所述有机碱选自胺类化合物；所述胺类化合物选自脂肪胺类化合物、醇胺类化合物、酰胺类化合物、脂环胺类化合物、芳香胺类化合物、萘系胺类化合物及亚胺类化合物中至少一种。作为一种实施方式，所述有机碱选自一甲胺、一丙胺、 2-丙烯胺、叔丁胺、癸胺、二甲胺、二丙胺、环丙胺、二异丁胺、三甲胺、一乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、三丙胺、正丁胺、二正丁胺、仲丁胺、己胺、二硬脂胺、异丙胺、二异丙胺、1,2-丙二胺、1,4-丁二胺、1,10-癸二胺、1,5-二甲基己胺、己二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三异丙醇胺、甲酰胺、乙酰胺、异丁酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺、己内酰胺、三亚乙基二胺、二亚乙基三胺、六亚甲基四胺、六亚甲基亚胺、环己胺、环乙烯亚胺、吗啉、苯胺、二苯胺、联苯胺、邻苯二胺、邻甲基苯胺、N-丁基苯胺、N-甲酰苯胺、对氯苯胺、邻乙氧基苯胺、 N-甲基苯胺、2,5-二氯苯胺、2,4-二硝基苯胺、1-萘胺、2-萘胺、萘二胺、羟胺及聚乙烯亚胺中至少一种。作为一种实施方式，所述有机碱选自一甲胺、一丙胺、 2-丙烯胺、叔丁胺、癸胺、二甲胺、二丙胺、环丙胺、二异丁胺、三甲胺、一乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、三丙胺、正丁胺、二正丁胺、仲丁胺、己胺、二硬脂胺、异丙胺、二异丙胺、1,2-丙二胺、1,4-丁二胺、1,10-癸二胺、1,5-二甲基己胺、己二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、甲酰胺、丙烯酰胺、己内酰胺、三亚乙基二胺、二亚乙基三胺、六亚甲基四胺、六亚甲基亚胺、环己胺、环乙烯亚胺、吗啉、苯胺、二苯胺、联苯胺、邻苯二胺、邻甲基苯胺、N-丁基苯胺、N-甲酰苯胺、对氯苯胺、邻乙氧基苯胺、 N-甲基苯胺、2,4-二硝基苯胺、1-萘胺、萘二胺、羟胺及聚乙烯亚胺中至少一种。
术语定义
术语“烷基碳酰氨基”是指-NHCOR，其中R为烷基。术语“N-取代烷基碳酰氨基”是指具有被取代基替代的氢原子的烷基碳酰氨基，N-取代烷基碳酰氨基的例子包括-NRCOR’，其中R选自于烷基、烯基、炔基和芳基，以及R’为烷基。
术语“烯氧基羰基”是指ROCO-，其中R为烯基。术语“炔氧基羰基”是指ROCO-，其中R为炔基。术语“芳氧基羰基”是指ROCO-，其中R为芳基。术语“芳基碳酰氧基”是指RCOO-，其中R为芳基。术语“炔基碳酰氧基”是指RCOO-，其中R为炔基。术语“烯基碳酰氧基”是指RCOO-，其中R为烯基。术语“甲硅烷基”是指-SiRaRbRc，其中Ra、Rb和Rc独立地选自于例如氢化物基团、烷基、烯基、炔基和芳基。
作为一种实施方式，所述有机碱选自含氮杂环类化合物。作为一种实施方式，所述有机碱选自吡咯、噻唑、咪唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哌嗪、哒嗪、吲哚、喹啉、蝶啶、吖啶、嘌呤及吖丙啶中至少一种。
本发明所述有机酸的结构式可以为式(1)和/或式(2)：
Figure RE-GDA0002443388350000041
式(1)表示一元酸或多元酸，式(2)表示二元酸。式(1)和式(2) 中，所述R4、R7为独立取代基团；所述R4、R7分别选自氢、烷基、环烷基、烯基、亚烯基、环烯基、炔基、亚炔基、环炔基、芳基、亚芳基或含主族元素的有机基团；所述主族元素选自硼、铝、硅、氮、磷、氧、硫、氟、氯、溴及碘中至少一种；
所述M1、M2、M3分别选自C、S或P；所述M1、M2、M3可以相同也可以不同。
所述n1、n3、n5分别选自1或2，n2选自1，3，4，5，n4选自0～5的自然数；当n4为0时，表示M2和M3之间直接连接在一起。
所述R4的价态并没有特别的限定，价态可以为1价或多价，为具有n2个取代的基团。作为n2为3时的例子，式(1)可列举出下面表示的结构，其中*表示取代的基团：
Figure RE-GDA0002443388350000042
所述R4的价态并没有特别的限定，可以为1价或多价，为具有n2个取代的基团。作为n2为4时的例子，式(1)可列举出下面表示的的结构，其中*表示取代的基团：
Figure RE-GDA0002443388350000051
作为一种实施方式，所述卤代硅烷的结构式如式(3)所示：
Figure RE-GDA0002443388350000052
其中，所述X1、X2、X3、X4独立地为环状、直链、支链或相邻基团联合成环；所述X1、X2、X3、X4分别选自氢、烷基、环烷基、烯基、亚烯基、环烯基、炔基、亚炔基、环炔基、芳基、亚芳基、卤基或含主族元素的有机基团；所述主族元素选自硼、铝、硅、氮、磷、氧、硫、氟、氯、溴及碘中至少一种；所述 X1、X2、X3、X4中至少一个为包含碳原数1～20的含主族元素的有机基团；所述X1、X2、X3、X4中至少一个为卤基。作为一种实施方式，所述X1、X2、X3、 X4中至少一个为包含碳原数1～15的含主族元素的有机基团。
作为一种实施方式，所述X1、X2、X3、X4分别选自氢、烷基、取代烷基、烯基、取代烯基、环烯基、亚烯基、取代亚烯基、环亚烯基、炔基、取代炔基、亚炔基、环亚炔基、环烷基、取代环烷基、芳基、取代芳基、杂芳基、亚氨基、环亚胺基、取代亚胺基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、烷氧基羰基、烯氧基羰基、炔氧基羰基、芳氧基羰基、烯基碳酰氧基、炔基碳酰氧基、亚炔基烷基碳酰氨基、胺基、N-取代氨基、胺磺酰基、酰基、芳酰基、酰氧基、芳酰氧基、胺基甲酰基、酰胺基、芳硫基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、取代甲硅烷基、烷基甲硅烷基、芳基碳酰氧基、烷硫基、烯硫基、炔硫基、芳硫基、氰基、芳基甲硅烷基、烷基碳酰氨基、N-取代烷基碳酰氨基、烯基碳酰氨基、碳酰氨基、炔基碳酰氨基、N-取代炔基碳酰氨基、芳基碳酰氨基、N-取代芳基碳酰氨基及卤基中至少一种。
所述卤代硅烷式(3)中，若只有其中一个取代基为卤素基团，最终的反应产物为链状的硅基酯类化合物。硅基酯类化合物是中性分子，其中硅原子是四价的，且有机酸结构中部分与硅原子形成链状结构，其中硅原子与有机酸的每个单键氧原子键合。
所述卤代硅烷式(3)中，若其中两个或四个取代基为卤素基团，最终的反应产物为环状的硅基酯类化合物式。硅基酯类化合物是中性分子，其中硅原子是四价的，且有机酯结构中部分与硅原子形成环状结构，其中硅原子与有机酸的每个单键氧原子键合。
本发明中，若所述有机酸与卤代硅烷的物质的量之比过大，即反应过程中，有机酸物质的量过多，则剩余的有机酸提纯困难从而影响硅基酯类化合物的纯度；若所述有机酸与卤代硅烷的物质的量之比过小，即卤代硅烷的物质的量含量偏大，则剩余的卤代硅烷无法回收，造成原料的浪费，且产物中还会引入卤素原子。含有机酸根离子液体的形成，可通过红外光谱分析判断(具体见本发明附图1)，附图1为本发明实施例12中草酸、草酸与三乙胺的反应产物的红外光谱图，其中，草酸在3500cm-1处有羟基峰，草酸与三乙胺反应产物在3500cm-1没有羟基峰；且草酸中的羰基峰的位置和峰型，与草酸与三乙胺反应产物中的羰基峰的位置和峰型也明显不同，说明草酸在三乙胺的存在下反应生成了新产物。本发明有机酸与有机碱所生成的离子液体，无需进一步分离提纯，可直接与卤代硅烷进行“一锅法”反应。作为一种实施方式，所述有机酸和有机碱的物质的量之比为3：1～1：3。作为一种实施方式，所述有机酸和有机碱的物质的量之比为1：1～1： 3。作为一种实施方式，所述有机酸与卤代硅烷的物质的量之比为1：1～1：10。作为一种实施方式，所述有机酸与卤代硅烷的物质的量之比为1：1～1：6。
本发明的反应温度和反应时间协同作用，能提高本发明制备的硅基酯类化合物的产率。单独考虑温度，若反应温度过高，则可能会导致产物分解，降低产率；反应温度过低，则可能会导致反应不充分，降低产率。单独考虑反应时间，若反应时间过长，则可能会导致产物分解，降低产率；反应时间过短，则可能会导致反应不充分，降低产率。本发明时间和温度相互配合，得到本发明所述的技术效果。作为一种实施方式，所述的反应温度为-20℃～100℃。作为一种实施方式，所述的反应温度为20℃～80℃。作为一种实施方式，所述的反应温度为25℃～ 70℃。作为一种实施方式，所述的反应温度为70℃～100℃。作为一种实施方式，所述的反应温度为-20℃～25℃。作为一种实施方式，所述的反应时间为1h～24h。作为一种实施方式，所述的反应时间为1h～12h。作为一种实施方式，所述的反应时间为12h～24h。
作为一种实施方式，所述溶剂为有机溶剂；所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷、甲醇、乙醇、乙腈、1，2-二氯乙烷、甲苯、丙酮、氯苯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)、聚碳酸酯(PC)及四氯化碳中至少一种。
作为一种实施方式，所述有机溶剂的加入的物质的量为有机酸物质的量的 5～15倍。作为另一种实施方式，加入卤代硅烷后，再次加入有机溶剂，有机溶剂的量为有机酸物质的量的5～10倍。
本公开第二个目的是提供一种硅基酯类化合物，采用上述的方法制备而成，所述硅基酯类化合物的结构式选自式(4)。和/或式(5)和/或式(6)：
Figure RE-GDA0002443388350000081
当有机酸选自式(1)时，与一卤代硅烷反应，所得产物为链状硅基酯类化合物选自式(4)。当有机酸选自式(2)时，与二卤代或四卤代硅烷反应，所得产物为环状硅基酯类化合物选自式(5)。当有机酸选自式(2)时，与一卤代硅烷反应，所得产物为链状硅基酯类化合物选自式(6)。
式(4)、式(5)、式(6)中，所述R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、 R11、R12、R13各自相同或不同；所述R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、 R12、R13独立地为环状、直链、支链或相邻基团联合成环；所述R1、R2、R3、 R5、R6、R8、R9、R10、R11、R12、R13分别选自氢、烷基、环烷基、烯基、亚烯基、环烯基、炔基、亚炔基、环炔基、芳基、亚芳基或含主族元素的有机基团；所述主族元素选自硼、铝、硅、氮、磷、氧、硫、氟、氯、溴及碘至少一种；
所述R4、R7为独立取代基团；所述R4、R7分别选自氢、烷基、环烷基、烯基、亚烯基、环烯基、炔基、亚炔基、环炔基、芳基、亚芳基或含主族元素的有机基团；所述主族元素选自硼、铝、硅、氮、磷、氧、硫、氟、氯、溴及碘至少一种；
所述M1、M2、M3分别选自C、S或P；所述M2、M3各自相同或不同；
所述n1、n3、n5分别选自1或2，n2选自1，3，4，5，n4选自0-5的自然数。当n4为0时，表示M2、M3之间直接连接在一起。
作为一种实施方式，所述硅基酯类化合物的结构式选自式(4)、式(5) 及式(6)中至少一种；所述M1、M2、M3均为C；所述n1、n3、n5均选自1； n2选自1，3，4，5，n4选自0～5的自然数；当n4为0时，表示M2、M3之间直接连接在一起；所述硅基酯类化合物的结构式选自式(9)、式(10) 及式(11)中至少一种：
Figure RE-GDA0002443388350000091
作为一种实施方式，所述硅基酯类化合物的结构式选自式(4)、式(5) 及式(6)中至少一种；所述M1、M2、M3均为S；所述n1、n3、n5均选自1；n2选自1，3，4，5，n4选自0～5的自然数；当n4为0时，表示M2、M3之间直接连接在一起；所述硅基酯类化合物的结构式如下：
Figure RE-GDA0002443388350000101
作为一种实施方式，所述硅基酯类化合物的结构式选自式(4)、式(5)及式(6)中至少一种；所述M1、M2、M3均为S；所述n1、n3、n5均选自2；n2选自1、3、4或5，n4选自0～5的自然数；当n4为0时，表示M2、M3之间直接连接在一起；所述硅基酯类化合物的结构式如下：
Figure RE-GDA0002443388350000102
Figure RE-GDA0002443388350000111
作为一种实施方式，所述硅基酯类化合物的结构式选自式(5)和/或式(6)；所述M2为C，M3为S；所述n3、n5均选自1；n4选自0～5的自然数；所述硅基酯类化合物的结构式为：
Figure RE-GDA0002443388350000112
作为一种实施方式，所述硅基酯类化合物的结构式选自式(5)和/或式(6)；所述M2为C，M3为S；所述n3选自1，n5选自2；n4选自0～5的自然数；所述硅基酯类化合物的结构式为：
Figure RE-GDA0002443388350000113
作为一种实施方式，所述M1、M2、M3分别选自P；所述n1、n3、n5均选自 1；所述n2选自1、3、4或5，n4选自0～5的自然数；当n4为0时，表示M2、 M3之间直接连接在一起。
本发明优选将有机酸和有机碱反应得到离子液体中间体，再将该离子液体中间体和卤代硅烷反应合成环状类的硅基酯类化合物。相较于传统的一步法合成环状硅基酯类化合物，本发明通过两步法合成的环状硅基酯类化合物具有较高产率和纯度(见实施例15～21)。
作为一种实施方式，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、 R12、R13分别选自氢、烷基、取代烷基、烯基、取代烯基、环烯基、亚烯基、取代亚烯基、环亚烯基、炔基、取代炔基、亚炔基、环亚炔基、环烷基、取代环烷基、芳基、取代芳基、杂芳基、氨基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、烷氧基羰基、烯氧基羰基、炔氧基羰基、芳氧基羰基、烯基碳酰氧基、炔基碳酰氧基、亚炔基烷基碳酰氨基、胺基、N-取代氨基、环亚胺基、取代亚胺基、胺磺酰基、酰基、芳酰基、酰氧基、芳酰氧基、胺基甲酰基、酰胺基、芳硫基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、取代甲硅烷基、烷基甲硅烷基、芳基碳酰氧基、烷硫基、烯硫基、炔硫基、芳硫基、氰基、芳基甲硅烷基、烷基碳酰氨基、N-取代烷基碳酰氨基、烯基碳酰氨基、碳酰氨基、炔基碳酰氨基、N-取代炔基碳酰氨基、芳基碳酰氨基、 N-取代芳基碳酰氨基及卤基中至少一种。作为一种实施方式，所述R1、R2、R3、 R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13分别选自氢、甲基、三氟甲基、乙基、全氟乙基、亚甲基乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、戊基、异戊基、环戊基、己基、环己基、庚基、辛基、1-乙基戊基、苄基、 2-乙氧基乙基、1-羧甲基乙烯基、油烯基、1-羧甲基乙烯基、乙炔基、2-丙炔基、乙烯基、丁烯基、异丁烯基、烯丙基、4-戊烯基、5-己烯基、丙烯基、环戊基、环戊烯基、环亚己烯基、环亚己炔基、亚乙炔基、亚乙烯基、环己炔基、4-甲基环己基、2-氯苯基、2-咪唑基、油烯基、乙炔基、丁二炔基、苯乙炔基、环丙基、环己基、4-甲基环己基、苯基、1-萘基、4-甲氧基苯基、2-氯苯基、3-甲基苯基、四氢呋喃、2-吡啶基、4-吡啶基、2-咪唑基、2-苯并咪唑基、2-噻唑基、2-恶唑基、 2-吡咯烷基、吡咯烷酮基、α-氨基丙基、α-氨基-β-咪唑基乙基、N,N,N',N'-四乙基乙二胺基、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、苄氧基、苯氧基、1-萘氧基、3-甲基苯氧基、4-甲氧基苯氧基、乙氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、苯氧基羰基、1-萘氧基羰基、3-甲基苯氧基羰基、4-甲氧基苯氧基羰基、N,N-二甲基胺基、N,N-二乙基胺基、N-乙基胺基、苯胺基、N,N-二甲基胺磺酰基、N-苯基胺磺酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、苯甲酰基、乙酰氧基、苯甲酰氧基、乙酰胺基、苯甲酰胺基、甲硫基、乙硫基、异丙硫基、苄硫基、苯硫基、1-萘硫基、3-甲基苯硫基、 4-甲氧基苯硫基、甲基磺酰基、乙基磺酰基、苯基磺酰基、甲基甲硅烷基、二甲基硅烷基、三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰基亚胺基((甲基)丙烯酰胺基)、羟基、硫醇基、羧基、磷酸基、膦酸基、磺酸基、氰基、N-取代氨基、烷基碳酰氨基、烷硫基、烯硫基、炔硫基、N-取代烷基碳酰氨基、烯基碳酰氨基、N-取代烯基碳酰氨基、炔基碳酰氨基、N-取代炔基碳酰氨基、芳基碳酰氨基、N-取代芳基碳酰氨基、氟原子、氯原子、溴原子及碘原子中至少一种。作为一种实施方式，所述 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13分别独立选自氢、甲基、三氟甲基、亚甲基乙基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、正丁基、戊基、庚基、1-乙基戊基、苄基、2-乙氧基乙基、1-羧甲基乙烯基、2-丙炔基、异丁基、仲丁基、异戊基、环戊基、己基、环己基、丁烯基、异丁烯基、4-戊烯基、5-己烯基、乙烯基、烯丙基、丙烯基、油烯基、乙炔基、丁二炔基、苯乙炔基、环丙基、环戊基、环戊烯基、环亚己烯基、环亚己炔基、亚乙炔基、亚乙烯基、环己炔基、环己基、4-甲基环己基、苯基、1-萘基、4-甲氧基苯基、2-氯苯基、3-甲基苯基、四氢呋喃基、2-吡啶基、4-吡啶基、2-咪唑基、2-苯并咪唑基、2-噻唑基、2-恶唑基、2-吡咯烷基、吡咯烷酮基、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、苄氧基、苯氧基、1-萘氧基、3-甲基苯氧基、4-甲氧基苯氧基、乙氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、苯氧基羰基、1-萘氧基羰基、3-甲基苯氧基羰基、α-氨基丙基、α-氨基-β- 咪唑基乙基，4-甲氧基苯氧基羰基、N,N-二甲基胺基、N,N-二乙基胺基、N-乙基胺基、苯胺基、N,N-二甲基胺磺酰基、N-苯基胺磺酰基、N,N,N',N'-四乙基乙二胺基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、苯甲酰基、乙酰氧基、苯甲酰氧基、乙酰胺基、苯甲酰胺基、甲硫基、乙硫基、异丙硫基、苄硫基、苯硫基、1-萘硫基、3-甲基苯硫基、4-甲氧基苯硫基、甲基磺酰基、乙基磺酰基、苯基磺酰基、甲基甲硅烷基、二甲基硅烷基、三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰基亚胺基((甲基)丙烯酰胺基)、羟基、硫醇基、羧基、磷酸基、膦酸基、磺酸基、氰基、氟原子、氯原子、溴原子及碘原子中至少一种。
作为一种实施方式，所述含主族元素的有机基团的碳原子数小于20。
作为一种实施方式，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、 R12、R13分别选自取代的和未经取代的C1～C10烷基、取代的和未经取代的C2～ C10烯基、取代的和未经取代的C2～C10亚烯基、取代的和未经取代的C2～C10 炔基、取代的和未经取代的C2～C10亚炔基、取代的和未经取代的C5～C20芳基、取代的和未经取代的C5～C20亚芳基或取代的和未经取代的C3～C20杂环化合物。
第三个目的是提供一种二次电池电解液，包含上述的硅基酯类化合物。
第四个目的是提供一种二次电池，包括上述的电解液。
发明效果
1、本发明的制备方法环保，反应中间体为含有机酸根的离子液体，其既可作为反应试剂，还可以中和卤化氢等酸性气体，整个反应过程中不会有酸性气体溢出，不会污染环境或腐蚀反应仪器等；
2、本发明的制备方法反应迅速，可以快速完成；且本发明的产物后续分离简单，得到的硅基酯类化合物的纯度和产率高。
3、本发明中使用的原料为有机酸、有机碱和卤代硅烷，原料易得且反应转化率高；且反应在较低的温度即可进行，降低了反应的能耗。
4、本发明中反应副产物有机酸性离子盐，可重复回收用于制备起始原料；同时，本发明在制备过程中未引入氯离子，得到的硅基酯类化合物纯度高，可直接用作电解液添加剂而不需进一步的处理。
附图说明
图1：本发明实施例12中草酸、草酸与三乙胺的反应产物的红外光谱图。
具体实施方式
以下的具体实施例对本发明进行了详细的描述，然而本发明并不限制于以下实施例。
实施例1：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺(0.44mol)，室温反应1h过夜放置12h；接着加入三甲基溴硅烷(0.22mol)，再加入DMSO (130ml)，在70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体双(三甲基甲硅烷基)草酸酯，纯度为97％，产率为81％。
实施例2：
向烧瓶中加入草酸(0.15mol)和乙腈(150mL)，再加三甲胺(0.05mol)，室温反应1h；接着加入二甲基乙烯基氯硅烷(0.15mol)，在50℃加热反应2h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体双(二甲基乙烯基甲硅烷基)草酸酯，纯度为97％，产率为85％。
实施例3：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和四氯化碳(150mL)，再加入一丙胺(0.44mol)，室温反应1h；接着加入二甲基异丙基溴硅烷(1mol)，在100℃加热反应6h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体双(二甲基异丙基甲硅烷基)草酸酯纯度为97％，产率为55％。
实施例4：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和四氢呋喃(150mL)，再加入叔丁胺(0.44mol)，室温反应24h；接着加入三(三氟甲基)溴硅烷(0.22mol)，在90℃加热反应6h 后；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体双(三(三氟甲基) 甲硅烷基)草酸酯，纯度为97％，产率为71％。
实施例5：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和二氯甲烷(150mL)，再加入二甲胺(0.44mol) 后室温反应2h；接着加入三乙基氯硅烷(0.22mol)，在100℃加热反应3h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体双(三乙基甲硅烷基)草酸酯，纯度为95％，产率为74％。
实施例6：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和1,2-二氯乙烷(150mL)，再加入吡啶 (0.44mol)，室温反应2h；接着加入二乙基乙烯基氯硅烷(0.22mol)，50℃加热反应3h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体双(二乙基乙烯基甲硅烷基)草酸酯，纯度为95％，产率为74％。
实施例7：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和丙酮(150mL)，再加入吡咯(0.44mol)，室温反应2h；接着加入甲基二乙基氯硅烷(0.22mol)，50℃加热反应12h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体双(甲基二乙基甲硅烷基) 草酸酯，纯度为99％，产率为79％。
实施例8：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和甲苯(150mL)，再加三丙胺(0.44mol)，室温反应12h；接着加入甲基二乙烯基氯硅烷(0.22mol)，50℃加热反应1h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体双(甲基二乙烯基甲硅烷基)草酸酯，纯度为96％，产率为53％。
实施例9：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和甲苯(150mL)，再加入乙二胺(0.44mol)，室温反应2h；接着加入乙基二乙烯基氯硅烷(0.22mol)，50℃加热12h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体双(乙基二乙烯基甲硅烷基) 草酸酯，纯度为94％，产率为57％。
实施例10：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和EC(150mL)，再加入己二胺(0.44mol)，室温反应2h；接着加入甲基乙基乙烯基氯硅烷(0.22mol)，50℃加热反应12h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体双(甲基乙基乙烯基甲硅烷基)草酸酯。
实施例11：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和DMC(150mL)，再加入二异丁胺(0.44mol)，室温反应12h；接着加入三甲基氯硅烷(0.11mol)和三乙基氯硅烷(0.11mol)， 70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体三甲基甲硅烷基三乙基甲硅烷基草酸酯。
实施例12：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和乙腈(150mL)，再加入三乙胺(0.44mol)，室温反应12h；接着加入三苯基氯硅烷(0.22mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到无色液体双(三苯基甲硅烷基)草酸酯，纯度为96％，产率为54％。
实施例13
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和乙腈(150mL)，再加入哌嗪(0.44mol)，室温反应12h；接着加入二甲基-2-咪唑基氯硅烷(0.22mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体双(二甲基-2-咪唑基甲硅烷基)草酸酯。
实施例14：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和乙腈(150mL)，再加入蝶啶(0.44mol)，室温反应12h；接着加入二甲基氰基氯硅烷(0.22mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到得到无色液体双(二甲基氰基甲硅烷基) 草酸酯。
实施例15：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和DMF(150mL)，再加入咪唑(0.44mol)，室温反应1h；接着加入二甲基二氯硅烷(0.22mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤，滤液旋干后，用1,2-二氯乙烷重结晶，得到二甲基甲硅烷基草酸酯，纯度为97％，产率为59％。
实施例16：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和乙醚(150mL)，再加入三乙胺(0.44mol)，室温反应12h；接着加入甲基乙烯基二溴硅烷(0.22mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤，滤液旋干后，得棕色固体粗产物，用1,2-二氯乙烷重结晶，得到无色晶体甲基乙烯基甲硅烷基草酸酯，纯度为98％，产率为61％。
实施例17：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和四氢呋喃(150mL)，再加入叔丁胺(0.44mol)，室温反应3h；接着加入双(三氟甲基)二溴硅烷(0.22mol)，100℃加热反应6h；反应结束后抽滤，滤液旋干后，得棕色固体粗产物，用1,2-二氯乙烷重结晶，得到无色晶体双(三氟甲基)甲硅烷基草酸酯，纯度为96％，产率为67％。
实施例18：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和二氯甲烷(150mL)，再加入二甲胺(0.44mol)。室温反应2h；接着加入二乙基氯硅烷(0.22mol)，100℃加热反应3h；反应结束后抽滤，滤液旋干后，得棕色固体粗产物，用1,2-二氯乙烷重结晶，得到无色晶体二乙基甲硅烷基草酸酯，纯度为97％，产率为59％。
实施例19：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和1,2-二氯乙烷(150mL)，再加入吡啶 (0.44mol)，室温反应2h；接着加入乙基乙烯基二氯硅烷(0.22mol)，50℃加热反应12h；反应结束后抽滤，滤液旋干后，得棕色固体粗产物，用1,2-二氯乙烷重结晶，得到无色晶体乙基乙烯基甲硅烷基草酸酯，纯度为97％，产率为53％。
实施例20：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和丙酮(150mL)，再加入吡咯(0.44mol)，室温反应2h；接着加入甲基乙基二氯硅烷(0.22mol)，50℃加热反应3h；反应结束后抽滤，滤液旋干后，得棕色固体粗产物，用1,2-二氯乙烷重结晶得到甲基乙基甲硅烷基草酸酯，纯度为97％，产率为56％。
实施例21：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和甲苯(150mL)，再加入三丙胺(0.44mol)，室温反应2h；接着加入二乙烯基二氯硅烷(0.22mol)，40℃加热反应6h；反应结束后抽滤，滤液旋干后，得棕色固体粗产物，用1,2-二氯乙烷重结晶，得到无色晶体二乙烯基甲硅烷基草酸酯，纯度为94％，产率为59％。
实施例22：
向烧瓶中加入三氟乙酸(0.4mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺 (0.44mol)。，室温反应1h；接着加入四氯化硅(0.1mol)，70℃加热反应8h；反应结束后反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体四(三氟乙酰氧基)硅烷，纯度为97％，产率为75％。
实施例23：
向烧瓶中加入三氟乙酸(0.2mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺(0.22mol)，室温反应1h；接着加入二甲基二氯硅烷(0.1mol)，70℃加热8h反应后；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体二甲基二(三氟乙酰氧基)硅烷，纯度为97％，产率为64％。
实施例24：
向烧瓶中加入环己基甲酸(0.2mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺 (0.22mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.2mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体三甲基硅基环己基甲酸酯。
实施例25：
向烧瓶中加入反-2-丁烯酸(0.2mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺 (0.22mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.2mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体三甲基硅基反-2-丁烯酸酯，纯度为97％，产率为67％。
实施例26：
向烧瓶中加入咪唑-1-乙酸(0.2mol)和DMSO(150mL)，再加入二乙胺 (0.22mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.2mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体，三甲基硅基咪唑-1-乙酸酯。
实施例27：
向烧瓶中加入烯丙基丙二酸(0.1mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺 (0.11mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.2mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体二(三甲基硅基)烯丙基丙二酸，纯度为97％，产率为89％。
实施例28：
向烧瓶中加入丙二酸(0.1mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺(0.11mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.2mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体二(三甲基硅基)丙二酸酯，纯度为97％，产率为84％。
实施例29：
向烧瓶中加入丙二酸(0.1mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺(0.11mol)，室温反应1h；接着加入二甲基二氯硅烷(0.1mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体二甲基硅基丙二酸酯，纯度为97％，产率为83％。
实施例30：
向烧瓶中加入顺丁烯二酸(0.1mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺 (0.11mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.2mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体二(三甲基硅基)顺丁烯二酸酯，纯度为97％，产率为74％。
实施例31：
向烧瓶中加入马来酸(0.1mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺(0.11mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.2mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体二(三甲基硅基)马来酸酯，纯度为97％，产率为84％。
实施例32：
向烧瓶中加入富马酸(0.1mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺(0.11mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.2mol)，70℃加热反应8h，反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体二(三甲基硅基)富马酸酯，纯度为97％，产率为87％。
实施例33：
向烧瓶中加入反式-乌头酸(0.1mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺 (0.11mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.3mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体三(三甲基硅基)反式- 乌头酸酯。
实施例34：
向烧瓶中加入乙二胺四乙酸(0.1mol)，DMSO(150mL)，再加入一甲胺 (0.1mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.4mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体四(三甲基硅基)乙二胺四乙酸酯，纯度为97％，产率为81％。
实施例35：
向烧瓶中加入内消旋-丁烷-1,2,3,4-四羧酸(0.1mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺(0.1mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.4mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体四(三甲基硅基)内消旋-丁烷-1,2,3,4-四羧酸酯。
实施例36：
向烧瓶中加入甲磺酸(0.4mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺(0.44mol)，室温反应1h；接着加入四氯化硅(0.1mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤，滤液旋干后，乙醚重结晶，得到白色固体四(甲磺酰氧基)硅烷，纯度为99％，产率为81％。
实施例37：
向烧瓶中加入三氟甲磺酸(0.4mol)和DMSO(150mL)，再加入一甲胺 (0.44mol)，室温反应1h；接着加入四氯化硅(0.1mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤，滤液旋干后，乙醚重结晶，得到白色固体四(三氟甲磺酰氧基) 硅烷，纯度为99％，产率为81％。
实施例38：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和丙酮(150mL)，再加入三乙胺(0.44mol)，室温反应2h；接着加入甲基二乙基氯硅烷(0.22mol)，50℃加热反应12h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到双(甲基二乙基甲硅烷基)草酸酯，纯度为99％，产率为69％。
实施例39：
向烧瓶中加入丙二酸(0.1mol)和DMSO(150mL)，再加入二乙胺(0.22mol)，室温反应1h；接着加入三甲基氯硅烷(0.2mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体二(三甲基硅基)丙二酸酯，纯度为97％，产率为75％。
实施例40：
向烧瓶中加入丙二酸(0.1mol)和DMSO(150mL)，再加入乙胺(0.22mol)，室温反应1h；接着加入二甲基二氯硅烷(0.1mol)，70℃加热反应8h；反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体二甲基硅基丙二酸酯，纯度为97％，产率为78％。
对比例1：
向烧瓶中加入草酸钠(0.2mol)和DMSO(150mL)，再加入三甲基溴硅烷(0.22mol)，70℃加热8h后，原料仍未发生反应。
对比例2：
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)、三乙胺(0.44mol)和三甲基溴硅烷(0.22mol)， 70℃加热反应8h。反应结束后抽滤并减压蒸馏(20mmHg)，得到白色固体双(三甲基甲硅烷基)草酸酯，纯度为97％，产率为5％。
对比例3
向烧瓶中加入草酸(0.2mol)和1,2-二氯乙烷(150mL)，再加入二甲基二氯硅烷(0.22mol)，并在烧瓶上安装导气管和干燥管以释放反应过程中产生的气体。 70℃加热8h后，得到的二甲基甲硅烷基草酸酯，纯度为80％，产率为3％。

Claims (22)

1.一种硅基酯类化合物的制备方法，先将有机碱、有机酸加入到溶剂中反应得到中间体，然后加入卤代硅烷与所述中间体反应即得到硅基酯类化合物，所述中间体为离子液体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机碱选自氨和/或胺类化合物。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述有机碱选自胺类化合物；所述胺类化合物选自脂肪胺类化合物、醇胺类化合物、酰胺类化合物、脂环胺类化合物、芳香胺类化合物、萘系胺类化合物及亚胺类化合物中至少一种。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述有机碱选自一甲胺、一丙胺、2-丙烯胺、叔丁胺、癸胺、二甲胺、二丙胺、环丙胺、二异丁胺、三甲胺、一乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、三丙胺、正丁胺、二正丁胺、仲丁胺、己胺、二硬脂胺、异丙胺、二异丙胺、1,2-丙二胺、1,4-丁二胺、1,10-癸二胺、1,5-二甲基己胺、己二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三异丙醇胺、甲酰胺、乙酰胺、异丁酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺、己内酰胺、三亚乙基二胺、二亚乙基三胺、六亚甲基四胺、六亚甲基亚胺、环己胺、环乙烯亚胺、吗啉、苯胺、二苯胺、联苯胺、邻苯二胺、邻甲基苯胺、N-丁基苯胺、N-甲酰苯胺、对氯苯胺、邻乙氧基苯胺、N-甲基苯胺、2,5-二氯苯胺、2,4-二硝基苯胺、1-萘胺、2-萘胺、萘二胺、羟胺及聚乙烯亚胺中至少一种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机碱选自含氮杂环类化合物。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述有机碱选自吡咯、噻唑、咪唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哌嗪、哒嗪、吲哚、喹啉、蝶啶、吖啶、嘌呤及吖丙啶中至少一种。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机酸的结构式为式(1)和/或式(2)：
Figure RE-FDA0002443388340000021
式(1)和式(2)中，所述R4、R7为独立取代基团；所述R4、R7分别选自氢、烷基、环烷基、烯基、亚烯基、环烯基、炔基、亚炔基、环炔基、芳基、亚芳基或含主族元素的有机基团；所述主族元素选自硼、铝、硅、氮、磷、氧、硫、氟、氯、溴及碘中至少一种；
所述M1、M2、M3分别选自C、S或P；
所述n1、n3、n5分别选自1或2，n2选自1，3，4，5，n4选自0～5的自然数。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述卤代硅烷的结构式如式(3)所示：
Figure FDA0002369517720000021
其中，所述X1、X2、X3、X4独立地为环状、直链、支链或相邻基团联合成环；所述X1、X2、X3、X4分别选自氢、烷基、环烷基、烯基、亚烯基、环烯基、炔基、亚炔基、环炔基、芳基、亚芳基、卤基或含主族元素的有机基团；所述主族元素选自硼、铝、硅、氮、磷、氧、硫、氟、氯、溴及碘中至少一种；所述X1、X2、X3、X4中至少一个为包含碳原子数1～20的含主族元素的有机基团；所述X1、X2、X3、X4中至少一个为卤基。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机酸和有机碱的物质的量之比为3：1～1：3。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机酸与卤代硅烷的物质的量之比为1：1～1：10。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应温度为-20℃～100℃。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应时间为1h～24h。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述溶剂为有机溶剂；所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷、甲醇、乙醇、乙腈、1，2-二氯乙烷、甲苯、丙酮、氯苯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)、聚碳酸酯(PC)及四氯化碳中至少一种。
14.一种硅基酯类化合物，采用如权利要求1所述的方法制备而成，其特征在于：
所述硅基酯类化合物的结构式选自式(4)、式(5)及式(6)中至少一种：
Figure RE-FDA0002443388340000031
式(4)、式(5)、式(6)中，所述R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R12、R13独立地为环状、直链、支链或相邻基团联合成环；所述R4、R7为独立取代基团；所述R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13分别选自氢、烷基、环烷基、烯基、亚烯基、环烯基、炔基、亚炔基、环炔基、芳基、亚芳基或含主族元素的有机基团；所述主族元素选自硼、铝、硅、氮、磷、氧、硫、氟、氯、溴及碘至少一种；
所述M1、M2、M3分别选自C、S或P；
所述n1、n3、n5分别选自1或2，n2选自1，3，4，5的自然数，n4选自0～5的自然数。
15.如权利要求14所述的硅基酯类化合物，其特征在于：所述硅基酯类化合物的结构式选自式(4)、式(5)及式(6)中至少一种；所述M1、M2、M3均为C；所述n1、n3、n5均选自1；n2选自1，3，4，5，n4选自0～5的自然数。
16.如权利要求14所述的硅基酯类化合物，其特征在于：所述硅基酯类化合物的结构式选自式(4)、式(5)及式(6)中至少一种；所述M1、M2、M3均为S；所述n1、n3、n5均选自1；n2选自1，3，4，5，n4选自0～5的自然数。
17.如权利要求14所述的硅基酯类化合物，其特征在于：所述硅基酯类化合物的结构式选自式(4)、式(5)及式(6)中至少一种；所述M1、M2、M3均为S；所述n1、n3、n5均选自2；n2选自1，3，4，5，n4选自0～5的自然数。
18.如权利要求14所述的硅基酯类化合物，其特征在于：所述硅基酯类化合物的结构式选自式(5)和/或式(6)；所述M2为C、M3为S；所述n3、n5均选自1；n4选自0～5的自然数。
19.如权利要求14所述的硅基酯类化合物，其特征在于：所述硅基酯类化合物的结构式选自式(5)和/或式(6)；所述M2为C，M3为S；所述n3选自1，n5选自2；n4选自0～5的自然数。
20.如权利要求14所述的硅基酯类化合物，其特征在于：所述硅基酯类化合物的结构式选自式(4)、式(5)及式(6)中至少一种；所述M1、M2、M3分别选自P；所述n1、n3、n5均选自1；n2选自1，3，4，5，n4选自0～5的自然数。
21.一种二次电池电解液，包含权利要求14～20所述的硅基酯类化合物。
22.一种二次电池，包括权利要求21所述的电解液。
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