CN114539211B - 一种制备硫酸乙烯酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硫酸乙烯酯的制备方法，所述的方法如下：以环氧乙烷和卤磺酸为原料，采用非质子溶剂为反应介质，通过在环氧乙烷和非质子溶剂的体系中滴加卤磺酸，经缩合反应，冷却结晶，固液分离除去溶剂，有机溶剂重结晶、干燥后，得到硫酸乙烯酯。本发明的硫酸乙烯酯的制备方法，原料廉价易得，只需一步反应，反应路线短，反应条件温和，操作简便，产品纯度和收率高，废水量少。

Description

一种制备硫酸乙烯酯的方法
技术领域
本发明属于锂离子电池电解液添加剂的制备技术领域，具体涉及一种制备硫酸乙烯酯的方法。
背景技术
锂离子电池的使用已经越来越广泛，对其能量密度的要求也越来越高。通过在锂离子电池的电解液中添加硫酸乙烯酯，可以增大电池的初始放电容量，抑制电池的初始容量下降，减少电池在高温中放置的电池膨胀，提高电池的充放电性能及循环次数，从而经济有效地改善锂离子电池的性能。
CN 106831701 A公开了一种以三氧化硫和环氧乙烷为反应原料，以金属混合氧化物为主催化剂、季铵盐为助催化剂作用下制备硫酸乙烯酯的方法。尽管所提供的硫酸乙烯酯的制备方法反应步骤短，只用一步反应，但采用的原料三氧化硫为气体，贮存使用操作不便，而且为了得到纯度较高的硫酸乙烯酯产品，后处理过程中去除三氧化硫气体的工艺繁琐，限制了该方法的工业化应用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述技术存在的不足，提供一种原料廉价易得，反应步骤短，操作简便，产品纯度和收率高，环境友好，适合工业化生产的硫酸乙烯酯的制备方法。
本发明的技术方案如下：
以环氧乙烷和卤磺酸为原料，采用非质子溶剂为反应介质，通过在环氧乙烷和非质子溶剂的体系中滴加卤磺酸，经缩合反应，冷却结晶，固液分离除去溶剂，有机溶剂重结晶、干燥后，得到硫酸乙烯酯。
本发明的技术方案中，所述的卤磺酸为氯磺酸或氟磺酸；
所述的非质子溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、氯苯、环己烷、正己烷；
所述的环氧乙烷与卤磺酸的摩尔比1:(0.9～1.1)；
所述的反应步骤中，在滴加卤磺酸时控制反应温度为-10～50℃。在滴加完卤磺酸后，反应温度为-10～130℃，反应时间1～12h；
所述的有机溶剂重结晶，重结晶溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、环己烷、正己烷。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
以环氧乙烷和卤磺酸为原料，在非质溶剂中进行缩合反应，不需要催化剂，具有原料廉价易得，只需一步反应，反应路线短，反应条件温和，操作简便，产品纯度和收率高，废水量少，适合工业化大规模生产的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1
在带有搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，加入150g二氯甲烷和10.0g环氧乙烷，在搅拌和冷却下，通过滴液漏斗向反应瓶内滴加26.5g氯磺酸，滴加氯磺酸过程中控制反应温度-10～-5℃，反应过程产生的尾气用水吸收。滴加完毕后，在0～5℃搅拌反应8h。反应结束后，反应产物在搅拌下降温至-5℃，抽滤收集固体，用二氯甲烷进行重结晶，干燥后得硫酸乙烯酯25.4g，含量99.9％(GC归一法)，收率90.1％。
实施例2
在带有搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，加入150g二氯乙烷和10.0g环氧乙烷，在搅拌和冷却下，通过滴液漏斗向反应瓶内滴加26.5g氯磺酸，滴加氯磺酸过程中控制反应温度-5～0℃，反应过程产生的尾气用水吸收。滴加完毕后，在10～15℃搅拌反应6h。反应结束后，反应产物在搅拌下降温至0℃，抽滤收集固体，用三氯甲烷进行重结晶，干燥后得硫酸乙烯酯25.9g，含量99.9％(GC归一法)，收率91.9％。
实施例3
在带有搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，加入180g三氯甲烷和10.0g环氧乙烷，在搅拌和冷却下，通过滴液漏斗向反应瓶内滴加26.5g氯磺酸，滴加氯磺酸过程中控制反应温度-10～-5℃，反应过程产生的尾气用水吸收。滴加完毕后，在-10～-5℃搅拌反应12h。反应结束后，反应产物搅拌降温至-15℃，抽滤收集固体，用二氯甲烷进行重结晶，干燥后得硫酸乙烯酯24.9g，含量99.9％(GC归一法)，收率88.4％。
实施例4
在带有搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，加入150g氯苯和10.0g环氧乙烷，在搅拌和冷却下，通过滴液漏斗向反应瓶内滴加23.8g氯磺酸，滴加氯磺酸过程中控制反应温度45～50℃，反应过程产生的尾气用水吸收。滴加完毕后，在125～130℃继续搅拌反应1h。反应结束后，反应产物在搅拌下降温至15℃，抽滤收集固体，用二氯乙烷进行重结晶，干燥后得硫酸乙烯酯22.7g，含量99.8％(GC归一法)，收率80.6％。
实施例5
在带有搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，加入100g环己烷和10.0g环氧乙烷，在搅拌和冷却下，通过滴液漏斗向反应瓶内滴加29.1g氯磺酸，滴加氯磺酸过程中控制反应温度20～25℃，反应过程产生的尾气用水吸收。滴加完毕后，在75～80℃搅拌反应2h。反应结束后，反应产物在搅拌下降温至5℃，抽滤收集固体，用正己烷进行重结晶，干燥后得硫酸乙烯酯23.9g，含量99.9％(GC归一法)，收率84.8％。
实施例6
在带有搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，加入100g正己烷和10.0g环氧乙烷，在搅拌和冷却下，通过滴液漏斗向反应瓶内滴加22.7g氟磺酸，滴加氯磺酸过程中控制反应温度10～15℃，反应过程产生的尾气用水吸收。滴加完毕后，在45～50℃搅拌反应4h。反应结束后，反应产物在搅拌下降温至5℃，抽滤收集固体，用环己烷进行重结晶，干燥后得硫酸乙烯酯24.1g，含量99.9％(GC归一法)，收率85.5％。

Claims (7)

1.一种硫酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，以环氧乙烷和卤磺酸为原料，采用非质子溶剂为反应介质，通过在环氧乙烷和非质子溶剂的体系中滴加卤磺酸，经缩合反应，冷却结晶，固液分离除去溶剂，有机溶剂重结晶、干燥后，得到硫酸乙烯酯。
2.一种权利要求1所述的硫酸乙烯酯的制备方法，其特征是所述的卤磺酸为氯磺酸或氟磺酸。
3.一种权利要求1所述的硫酸乙烯酯的制备方法，其特征是所述的非质子溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、氯苯、环己烷、正己烷。
4.一种权利要求1所述的硫酸乙烯酯的制备方法，其特征是所述的环氧乙烷与卤磺酸的摩尔比1:(0.9～1.1)。
5.一种权利要求1所述的硫酸乙烯酯的制备方法，其特征是所述的反应步骤中，滴加卤磺酸时控制反应温度为-10～50℃。
6.一种权利要求1所述的硫酸乙烯酯的制备方法，其特征是所述的反应步骤中，滴加完卤磺酸后，反应温度为-10～130℃，反应时间1～12h。
7.一种权利要求1所述的硫酸乙烯酯的制备方法，其特征是所述的有机溶剂重结晶，重结晶溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、环己烷、正己烷。
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