【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解液添加剂领域，尤其涉及一种新的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法。
技术介绍
1、1,3-丙烯磺酸内酯(简称pst)是一种不饱和的磺酸内酯，其结构中含有双键、磺酰基等活性基团，可以改善化学物质表面的活性，在染料、医药、表面活性剂等领域都有着广泛的应用；另外，随着新能源领域的快速发展，1,3-丙烯磺酸内酯作为一种优良的锂离子电池电解液添加剂，它的分解电位为4.4v(vs.li/li+)，还原电位为1.64v，能优先于电解液的溶剂分子在石墨电极上还原生成sei膜，从而抑制碳酸酯类的共嵌和还原分解，提高电池的高温性能和循环性能，在提高锂离子电池的综合性能中发挥着重要作用，其工业化生产的需求也愈加迫切。
2、中国专利cn101659653b公开了一种丙烯基-1,3-磺酸内酯的制备方法，通过向亚硫酸氢盐和亚硫酸盐中滴加丙炔醇，反应结束后进行酸化、低温浓缩，最后在带水剂的作用下成环得到丙烯基-1,3-磺酸内酯；但带水剂的使用降低了成环的收率，产品收率只有30％左右，且产生大量的三废，工艺不环保。
3、中国专利cn104557854b公开了一种1-丙烯-1,3-磺酸内酯的制备方法，用于解决现有制备方法中环合成反应速度慢、产物收率低的问题，其步骤三为：将酸化后的滤液加热进行环合成反应，温度100～180℃、时间1～2小时、压力1～10mmhg且在酸性催化剂催化下进行，直至无液体蒸出；该方法的环合成反应速度较快，能将产品收率提高到82％左右；但此方法得到的产品1,3-丙烯磺酸内酯的产品品质低，存在纯度低、水分
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有1,3-丙烯磺酸内酯的合成工艺中产品收率低、纯度低、三废量大，且能耗大的不足之处，提供一种新的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，该方法同时具有工艺简化、产品收率高、纯度高、三废产生量少、绿色环保，且能耗低的优点。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案为：提供一种新的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，包括以下步骤：
3、(a)3-羟基丙烯磺酸在阻聚剂存在的条件下进行脱水环化；
4、(b)脱水环化反应结束后，在高真空条件下用薄膜蒸发器减压蒸馏，由升华结晶器或冷阱接收，得到1,3-丙烯磺酸内酯的粗品晶体；
5、(c)将1,3-丙烯磺酸内酯的粗品晶体用溶剂溶解后，经脱色、浓缩、结晶、干燥后得到白色晶体，即为1,3-丙烯磺酸内酯产品。
6、进一步地，步骤(a)中所述的阻聚剂选自酚类阻聚剂、醌类阻聚剂、芳胺类阻聚剂、无机化合物阻聚剂、哌啶类氮氧自由基或哌啶类自由基的衍生物类阻聚剂、亚磷酸酯类阻聚剂中的至少一种。
7、进一步地，步骤(a)中所述的阻聚剂选自对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基对甲苯酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、甲基氢醌、四氯苯醌、对甲苯胺、二苯胺、联苯胺、对苯二胺、n-亚硝基二苯胺、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、吩噻嗪、硫酸钠、硫化钠、硫氰酸铵、氯化铁、氯化亚铜、四甲基哌啶类氮氧自由基亚磷酸三酯、哌啶醇氧化物、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、癸二酸(2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基)酯、苯甲酸(2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基)酯、己二酸(2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基)酯、亚磷酸三苯酯中的至少一种。
8、进一步地，步骤(a)中阻聚剂的用量为0.05％～5％。
9、进一步地，步骤(a)中3-羟基丙烯磺酸脱水环化的反应温度为60～150℃，反应过程中缓慢升温至环化系统内温达到指定温度，反应即可停止。
10、进一步地，步骤(a)中环化的真空度为绝压1～50kpa。
11、进一步地，步骤(b)中所述的薄膜蒸发器为降膜蒸发器、升膜蒸发器、刮板薄膜蒸发器中的一种。
12、进一步地，步骤(b)中所述的高真空条件为绝压0.01～5kpa，内温80～150℃。
13、进一步地，步骤(c)中所述的溶剂选自醇类、醚类、腈类、酮类、酰胺类、亚砜类、砜类、卤代烃类、酯类或咪唑啉酮类溶剂中的至少一种。
14、进一步地，步骤(c)中所述的溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、乙腈、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、二氯乙烷、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、丙酸乙酯或丙酸丙酯中的至少一种。
15、本专利技术的有益效果是：
16、本专利技术提供的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，一方面，通过在环化和蒸馏步骤中加入阻聚剂，有效防止3-羟基丙烯磺酸的聚合反应，减少高沸物的形成，提高反应收率；另一方面，利用1,3-丙烯磺酸内酯高熔点的特性，环化反应后直接在高真空条件下用薄膜蒸发器减压蒸馏，由升华结晶器或冷阱接收，得到pst粗品晶体，无中间萃取和水洗工序，减少了溶剂的用量和损耗，减少了废水和废气的排放，同时避免了水分对产品质量的影响。
17、通过整体方案的实施，得到的1,3-丙烯磺酸内酯的粗品收率可以≥90％，产品纯度≥99.9％，酸值≤10ppm，金属离子≤1ppm，色度≤20pt-co，完全满足锂离子电池电解液的要求。所以，本专利技术提供的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，同时具有产品收率高、纯度高、三废产生量少、绿色环保，且工序少、能耗低、生产成本低等优点，取得了好的技术效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤（a）中所述的阻聚剂选自酚类阻聚剂、醌类阻聚剂、芳胺类阻聚剂、无机化合物阻聚剂、哌啶类氮氧自由基或哌啶类自由基的衍生物类阻聚剂、亚磷酸酯类阻聚剂中的至少一种。
3.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤（a）中所述的阻聚剂选自对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基对甲苯酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、甲基氢醌、四氯苯醌、对甲苯胺、二苯胺、联苯胺、对苯二胺、N-亚硝基二苯胺、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、吩噻嗪、硫酸钠、硫化钠、硫氰酸铵、氯化铁、氯化亚铜、四甲基哌啶类氮氧自由基亚磷酸三酯、哌啶醇氧化物、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、癸二酸（2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基）酯、苯甲酸（2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基）酯、己二酸（2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基）酯、亚磷酸三苯酯中的至少一种。
4.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯
5.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤（a）中3-羟基丙烯磺酸脱水环化的反应温度为60~150℃，反应过程中缓慢升温至环化系统内温达到指定温度，反应即可停止。
6.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤（a）中环化的真空度为绝压1~50kPa。
7.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤（b）中所述的高真空条件为绝压0.01~5kPa，内温80~150℃。
8.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤（c）中所述的溶剂选自醇类、醚类、腈类、酮类、酰胺类、亚砜类、砜类、卤代烃类、酯类或咪唑啉酮类溶剂中的至少一种。
9.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤（c）中所述的溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、二氯乙烷、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、丙酸乙酯或丙酸丙酯中的至少一种。
10.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，所述的薄膜蒸发器为降膜蒸发器、升膜蒸发器、刮板薄膜蒸发器中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤（a）中所述的阻聚剂选自酚类阻聚剂、醌类阻聚剂、芳胺类阻聚剂、无机化合物阻聚剂、哌啶类氮氧自由基或哌啶类自由基的衍生物类阻聚剂、亚磷酸酯类阻聚剂中的至少一种。
3.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤（a）中所述的阻聚剂选自对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基对甲苯酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、甲基氢醌、四氯苯醌、对甲苯胺、二苯胺、联苯胺、对苯二胺、n-亚硝基二苯胺、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、吩噻嗪、硫酸钠、硫化钠、硫氰酸铵、氯化铁、氯化亚铜、四甲基哌啶类氮氧自由基亚磷酸三酯、哌啶醇氧化物、4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、癸二酸（2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基）酯、苯甲酸（2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基）酯、己二酸（2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基）酯、亚磷酸三苯酯中的至少一种。
4.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤（a）中阻聚剂的用量为0.05%~5%。
5.权利要求1所述的1,3-丙烯磺酸内酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅人俊，翁业芹，
申请(专利权)人：苏州祺添新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。