一种烷基二醇(双丙腈基)醚的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种烷基二醇(双丙腈基)醚的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)使烷基二醇与丙烯酰胺进行缩合反应，生成烷基二醇(双丙酰胺基)醚，所述的缩合反应的溶剂为酮，缩合反应的温度为10～100℃，缩合反应的催化剂为碱金属氢氧化物；(2)使烷基二醇(双丙酰胺基)醚在溶剂存在下，在脱水剂的作用下进行脱水反应得到烷基二醇(双丙腈基)醚，所述的溶剂是氯代烃、腈或醚中的一种，所述的脱水剂是氯化亚砜，脱水反应的温度为30～150℃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烷基二醇(双丙腈基)醚的制备方法，烷基二醇(双丙腈基)醚可作为锂离子电池电解液添加剂。
技术介绍
关于烷基二醇(双丙腈基)醚的制备方法，已有较多的文献报道，如美国专利申请US2013035272采用二醇，如乙二醇，与丙烯腈在催化剂Triton B的作用下于室温反应得到乙二醇(双丙腈基)醚；PCT专利申请WO2012128462采用二醇化合物与带不饱和碳碳双键的腈类化合物在烷氧基钾的作用下于无水条件下反应得到烷基二醇(双丙腈基)醚；欧洲专利EP0363843采用乙二醇与丙烯腈在无水氢氧化锂的催化作用下得到乙二醇(双丙腈基)醚；日本专利JP2005263717采用乙二醇与丙烯腈在碱金属烷氧化物的存在下反应得到乙二醇(双丙腈基)醚。现有技术都采用丙烯腈作为原料合成烷基二醇(双丙腈基)醚，但丙烯腈是一种易挥发、极毒的化工产品，具有腐蚀性，有氧存在下，遇光和热能自行聚合，易燃，其蒸气与空气形成爆炸性混合物。这样势必给生产使用带来不便，具有危险性，需要很好的防护。大批量生产时尤其需要特别的注意。 在美国专利US2372808中报道了一种乙二醇(双丙酰胺基)醚的合成方法，乙二醇与丙烯酰胺在叔丁醇、三甲基苄基氢氧化铵水溶液的存在下反应得到乙二醇(双丙酰胺基)醚。 乙二醇(双丙腈基)醚是一种锂离子电池电解液添加剂，添加有乙二醇(双丙腈基)醚的锂离子电池可以抑制在高温下储存或充放电时发生的溶涨现象，另外，可以提高锂离子电池充放电的循环寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种烷基二醇(双丙腈基)醚的制备方法，该方法简单易行、适合工业化生产，而且收率较高。 本专利技术通过如下技术方案实现： 一种烷基二醇(双丙腈基)醚的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： (1)使烷基二醇与丙烯酰胺进行缩合反应，生成烷基二醇(双丙酰胺基)醚，所述缩合反应的溶剂为酮，温度为10～100℃，所述催化剂为碱金属氢氧化物； (2)使烷基二醇(双丙酰胺基)醚在溶剂存在下，在脱水剂的作用下进行脱水反应得到烷基二醇(双丙腈基)醚，所述的溶剂是氯代烃、腈或醚中的一种，所述的脱水剂是氯化亚砜，脱水反应的温度为30～150℃。 根据本专利技术的制备方法，其特征在于，所述烷基二醇如下式(I)所示： 其中R为含有2～4个碳的直链或含有支链的烷基。 根据本专利技术的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)缩合反应得到的烷基二醇(双丙酰胺基)醚具有下式(II)的结构： 其中R为含有2～4个碳的直链或含有支链的烷基。 根据本专利技术的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)脱水反应得到的烷基二醇(双丙腈基)醚具有如下式(III)的结构， 其中R为含有2～4个碳的直链或含有支链的烷基。 本专利技术中，R优选为乙基，丙基，丁基，更优选为 根据本专利技术，上述方法的反应流程如下： 步骤(1)： 步骤(2)： 根据本专利技术的优选技术方案，提供一种乙二醇(双丙腈基)醚的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： (1)使乙二醇与丙烯酰胺进行缩合反应，生成乙二醇(双丙酰胺基)醚，所述的缩合反应的溶剂为酮，所述温度为10～100℃，所述催化剂为碱金属氢氧化物； (2)使乙二醇(双丙酰胺基)醚在溶剂存在下，在脱水剂的作用下进行脱水反应得到乙二醇(双丙腈基)醚，所述的溶剂是氯代烃、腈或醚中的一种，所述的脱水剂是氯化亚砜，脱水反应的温度为30～150℃。 根据本专利技术的优选技术方案，所述的步骤1缩合反应得到的乙二醇(双丙酰胺基)醚具有如下式(IV)的结构： 根据本专利技术的优选技术方案，所述的步骤2脱水反应得到的乙二醇(双丙腈基)醚具有如下式(V)的结构： 根据本专利技术的优选技术方案，合成乙二醇(双丙腈基)醚的化学反应方程式如下： 步骤(1)： 步骤(2)： 根据本专利技术，步骤(1)中，所述的烷基二醇与丙烯酰胺的摩尔质量比为1：1.8～1：3，优选1：2.1～1：2.5。 根据本专利技术，步骤(1)中，所述的溶剂是酮，如低级烷基酮，优选丙酮或丁酮及其混合物。所用溶剂的质量为丙烯酰胺质量的3～15倍，优选7～9倍。 本专利技术中，丙烯酰胺在酮中易溶，烷基二醇在酮中也可溶，因而可以保证反应在液相中顺利进行，同时生成的产物烷基二醇(双丙酰胺基)醚在酮中不溶，以固体形式析出，从而可以使得反应结束时，只需简单的过滤即可将产物与溶剂分离，无需额外的后处理步骤。而另一方面，残留的丙烯酰胺主要存在于溶剂中，有效避免了对后续反应的影响。而且过滤得到的溶剂可以不经处理即可循环使用。 根据本专利技术，步骤(1)中，所述的催化剂是碱金属氢氧化物，如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种以上的组合。所用的催化剂的质量为丙烯酰胺质量的0.1～10％，优选2～5％。采用碱金属氢氧化物做缩合催化剂，无需加水，所以对后续反应不会有影响。 根据本专利技术，步骤(1)中，所述的缩合反应的温度优选为20～80℃，优选30～50℃。 根据本专利技术，步骤(1)中，还包括在缩合反应结束后进行过滤的步骤。通过过滤得到白色的固体物质，即烷基二醇(双丙酰胺基)醚，可以直接进行后续的反应，也可以进行干燥后再使用，干燥可以采用常压室温干燥，也可以常压加热干燥，进一步可以进行减压加热干燥。 根据本专利技术，步骤(1)中，过滤得到的滤液可以不经任何的处理直接进行循环利用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烷基二醇(双丙腈基)醚的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)使烷基二醇与丙烯酰胺进行缩合反应，生成烷基二醇(双丙酰胺基)醚，所述缩合反应的溶剂为酮，温度为10～100℃，所述催化剂为碱金属氢氧化物；(2)使烷基二醇(双丙酰胺基)醚在溶剂存在下，在脱水剂的作用下进行脱水反应得到烷基二醇(双丙腈基)醚，所述的溶剂是氯代烃、腈或醚中的一种，所述的脱水剂是氯化亚砜，脱水反应的温度为30～150℃。

【技术特征摘要】
1.一种烷基二醇(双丙腈基)醚的制备方法，其特征在于，所述方法包括如
下步骤：
(1)使烷基二醇与丙烯酰胺进行缩合反应，生成烷基二醇(双丙酰胺基)
醚，所述缩合反应的溶剂为酮，温度为10～100℃，所述催化剂为碱金属氢氧化
物；
(2)使烷基二醇(双丙酰胺基)醚在溶剂存在下，在脱水剂的作用下进行
脱水反应得到烷基二醇(双丙腈基)醚，所述的溶剂是氯代烃、腈或醚中的一
种，所述的脱水剂是氯化亚砜，脱水反应的温度为30～150℃。
2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述烷基二醇如下式(I)所
示：
其中R为含有2～4个碳的直链或含有支链的烷基。
3.根据权利要求1或2的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)缩合反
应得到的烷基二醇(双丙酰胺基)醚具有下式(II)的结构：
其中R为含有2～4个碳的直链或含有支链的烷基。
所述的步骤(2)脱水反应得到的烷基二醇(双丙腈基)醚具有如下式(III)
的结构，
其中R为含有2～4个碳的直链或含有支链的烷基。
4.根据权利要求1-3任一项的制备方法，其特征在于，所述R优选为乙基，
丙基，丁基。更优选为
5.根据权利要求1-4任一项的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步
骤：
(1)使乙二醇与丙烯酰胺进行缩合反应，生成乙二醇(双丙酰胺基)醚，
所述的缩合反应的溶剂为酮，所述温度为10～100℃，所述催化剂为碱金属氢氧
化物；
(2)使乙二醇(双丙酰胺基)醚在溶剂存在下，在脱水剂的作用下进行脱
水反应得到乙二醇(双丙腈基)醚，所述的溶剂是氯代烃、腈或醚中的一种，
所述的脱水剂是氯化亚砜，脱水反应的温度为30～150℃。
优选地，所述的步骤1缩合反应得到的乙二醇(双丙酰胺基)醚具有如下
式(IV)的结构：
优选地，所述的步骤2脱水反应得到的乙二醇(双丙腈基)醚具有如下式
(V)的结构：
优选地，合成乙二醇(双丙腈基)醚的化学反应方程式如下：
步骤(1)：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴茂祥，王文国，黄韬，潘荧，郑香珍，方桂煌，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35