有机多硫化物以及其盐的制造制造技术

提供了一种生产有机多硫化物或其盐的方法，该方法包括将有机单硫化物或其盐与元素硫混合的步骤，其中该混合在不大于95℃的温度下并且于不存在任何加入的液相下进行持续对于生产该有机多硫化物或其盐有效的时间。所描述的方法使得有可能制备有机多硫化物和有机多硫化物盐而不使用溶剂或催化剂。

Organic polysulfides and the manufacture of their salts

Provides a method for producing organic polysulfide or a salt thereof, the method includes single organic sulfide or its salt and sulfur mixed step, wherein the mixture at greater than 95 DEG C and in the absence of any added liquid phase for the continuous production of organic polysulfide or its salt effectively the time. The described method makes it possible to prepare organic polysulfides and organic polysulfide salts without the use of solvents or catalysts.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机多硫化物以及其盐的制造
本专利技术涉及对于制备有机多硫化物和其盐有用的方法，包括不要求使用溶剂和/或催化剂以及可以在相对低温下进行的方法。
技术介绍
有机多硫化物包括含有至少一个键合到多硫化物链(-Sn-，其中n是大于1的整数)的第一硫原子上的有机基团如烃基的多硫化物，其中该多硫化物链的末端硫原子被氢原子取代(以提供硫醇，-S-H)。此类多硫化物也可以被称为有机多硫醇。此类有机多硫化物的盐也是已知的，其中该末端硫醇基团的氢原子被阳离子物种如Li+替代。此类化合物也可以被称为有机多硫醇盐。盐的阳离子部分可以是碱金属阳离子、碱土金属阳离子、其他金属阳离子、铵(例如，季铵)或鏻(例如，季鏻)或类似物。此类有机多硫化物和有机多硫化物盐已知是对于各种应用有用的材料，这些应用包括例如作为电池的部件(参见WO2013/155038，出于所有目的将其披露内容通过引用以其全文结合在此)。因此，实际的、有效的用于制造有机多硫化物和有机多硫化物的盐的方法的开发将具有很大商业利益。特别地，所希望的是避免需要使用会总体上增加生产成本的高温、溶剂和/或催化剂的合成方法。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种生产有机多硫化物和/或其盐的方法，其中该方法包括将有机单硫化物(和/或其盐)与元素硫混合的步骤，该混合在不大于95℃的温度下并且于不存在任何加入的液相下进行持续对于生产该有机多硫化物和/或其盐有效的时间。在本专利技术的上下文中，“于不存在任何添加的液相下”意思是进行该混合而没有任何附加的组分(如溶剂)以足以形成不连续液相的量加入(例如，这些反应物中的一种或多种的至少一部分溶解于其中的溶液)。然而，可以存在较少的或痕量的溶剂或在该混合温度下为液体的其他化合物。此外，有可能在混合时这些最初固体反应物相互作用以形成液相，但是这种液相在本专利技术的上下文中不被看作添加的液相。在一个实施例中，该有机多硫化物或其盐可以对应于通式(I)：R-[-Sn-M]p(I)其中n是大于1的整数，p是至少1的整数，R是含有从1至25个碳原子并且任选地还含有一个或多个氢原子和/或一个或多个杂原子(包括构成官能团的一部分的杂原子)的有机部分，并且M是带有形式正电荷(其中该多硫化物链–Sn-的末端S原子带有形式负电荷)的元素或部分；并且其中该有机单硫化物或其盐对应于通式(II)：R-[-S-M]p(II)其中R、p和M具有与在通式(I)中相同的含义。在一个实施例中，R可以含有至少一个选自由N、O、S、Se、P和卤素组成的组的杂原子。在本专利技术的不同实施例中，p的值可以是1、2或3或者甚至大于3。在本专利技术的不同方面中，M可以选自下组，该组由以下各项组成：H、金属(例如，Li、Na、K、1/2Ca)、鏻(例如，季鏻)和铵(例如，季铵)。在本专利技术的另外的方面，该有机单硫化物对应于通式(III)：R-S-R’(III)其中R和R’是彼此相同或不同的并且各自是含有从1至25个碳原子并且任选地还含有一个或多个氢原子和/或一个或多个杂原子的有机部分。该方法的混合步骤可以例如使用选自下组的至少一种装置进行，该组由以下各项组成：研钵和研棒、干混装置、干粉末掺混机、水平干粉末混合器、旋转批式混合器、带式掺混机、桨式掺混机、滚筒式掺混机、立式掺混机、圆筒掺混机、球磨机、棒磨机、磨辊、硅石磨机、搅拌磨机、喷磨机、振动磨机、锤式磨机、盘式磨机、随机轨道混合器磨机、磨碎机、小介质磨机、搅拌式介质磨机以及搅拌介质磨机。该混合可以包括研磨或碾磨这些反应物(该有机单硫化物或其盐以及元素硫)。该混合可以于不存在溶剂下、于不存在催化剂下、或于不存在溶剂和催化剂二者下进行。根据本专利技术的一方面，该混合可以在0℃至95℃的温度下进行。在某些实施例中，该方法可以额外地产生为无机多硫化物盐的副产物。通过本专利技术还提供了通过在此描述的一种或多种方法获得的有机多硫化物或其盐。这些组合物可以反而是更大的体系(例如，电化学电池或蓄电池)的部件，其中通过在此描述的方法制备的组合物被用作电极的组分之一或作为任何电解质的组分。具体实施方式根据本专利技术的一个实施例，使有机单硫化物和/或有机单硫化物的盐与元素硫反应以形成有机多硫化物盐。不同的有机单硫化物的组合、不同的有机单硫化物盐的组合、或有机单硫化物和有机单硫化物盐的组合可以与元素硫如此反应。通过在不大于95℃的温度下并且于不存在任何加入的液相下混合前述起始材料持续对于产生该有机多硫化物或其盐有效的时间来实现该反应。这种希望的反应可以通过将这些反应物在使得至少该元素硫在该混合前是处于固态的条件下一起混合来实现。在另一个实施例中，所有的反应物在混合前处于固态。例如，该反应可以于不存在能够溶解任何反应物的任何溶剂下并且在低于这些反应物的熔点的温度下进行。在另一个实施例中，该混合于不存在能够溶解该元素硫的任何溶剂下并且在低于元素硫的熔点的温度(其是约95℃)下进行。由本领域技术人员将认识到在具有相异的组成或表面能的固相之间的密切接触可以导致这些固相中一个或多个的熔点的降低。这种密切接触和产生的熔点降低将导致由于这些固体原料的混合形成液相。然而，这种液相将不被认为是加入的液相，如通过包括能够增溶一种或两种起始材料的溶剂形成的溶液。因此，本专利技术的主题指的是在混合前处于固态的材料，无论作为混合和密切接触这些起始材料的结果是否形成液相。起始有机单硫化物(或其盐)的选择将基于希望作为产物的有机多硫化物(或其盐)的结构，因为所获得的有机多硫化物盐的一个或多个有机部分和一个或多个“阳离子”部分将总体上对应于在该有机单硫化物或有机单硫化物盐反应物中存在的那些。即，该有机单硫化物(或其盐)将典型地构成该有机多硫化物(或有机多硫化物盐)反应产物的一个或多个有机部分和一个或多个“阳离子”部分(术语“阳离子”指的是带有形式正电荷的与末端硫原子结合的化合物部分，如H+、Li+、Na+、Ca+2、K+、其他金属阳离子、季铵、季鏻、等)。以下等式可以用来说明根据本专利技术的一个方面发生的总反应：[R-S]-[M]++Sq→[R-Sn]-[M]++M2Sm，其中m+n＝q+1n的值可以是大于1、但典型地在2至30的范围内(例如2至10)的任何整数。此外，具有n和m的各种值的物种可以形成并且作为此反应的产物共存。M可以是例如H、Li、Na、Ca、K、其他金属、铵(包括季铵)、和/或鏻(包括季鏻)。如在此示例性反应方案中示出的，无机多硫化物盐可以作为除了该有机多硫化物盐的副产物产生。所获得的反应产物可以包括就n的值而言不同的有机多硫化物或其盐的混合物。该反应产物还可以含有一些量的未反应的有机单硫化物(或有机单硫化物盐)和/或元素硫，取决于这些反应物的初始化学计量以及所使用的混合条件。在本专利技术的一个实施例中的起始有机单硫化物(或其盐)含有有机部分以及附接到该有机部分的至少一个单硫化物基团-S-M(即，-S-M基团的硫原子与该有机部分的碳原子键合)。在本专利技术的另一个实施例中，该起始有机单硫化物是硫醚，其中两个有机部分被共价键合到单一硫原子上(例如，该有机单硫化物可以对应于结构R-S-R’，其中R和R’各自是有机部分，它们可以是彼此相同或不同的)。存在于该有机单硫化物(或其盐)中的一个或多个有机部分的类型不限于并且可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产有机多硫化物或其盐的方法，其中该方法包括将有机单硫化物或其盐与元素硫混合的步骤，其中该混合在不大于95℃的温度下并且于不存在任何加入的液相下进行持续对于生产该有机多硫化物或其盐有效的时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.08 US 62/158,6901.一种生产有机多硫化物或其盐的方法，其中该方法包括将有机单硫化物或其盐与元素硫混合的步骤，其中该混合在不大于95℃的温度下并且于不存在任何加入的液相下进行持续对于生产该有机多硫化物或其盐有效的时间。2.如权利要求1所述的方法，其中该有机多硫化物或其盐对应于通式(I)：R-[Sn-M]p(I)其中n是大于1的整数，p是至少1的整数，R是含有从1至25个碳原子并且任选地还含有一个或多个氢原子和/或一个或多个杂原子的有机部分，并且M是带有形式正电荷的元素或部分；并且其中该有机单硫化物或其盐对应于通式(II)：R-[S-M]p(II)其中R、M和p具有与在通式(I)中相同的含义。3.如权利要求2所述的方法，其中p是从1至3的整数。4.如权利要求2所述的方法，其中n是从2至30的整数。5.如权利要求2所述的方法，其中R是任选地含有一个或多个杂原子的烃部分。6.如权利要求5所述的方法，其中R含有至少一个选自由N、O、S、Se、P和卤素组成的组的杂原子。7.如权利要求2所述的方法，其中M选自由以下各项组成的组：H、Li、Na、K、1/2Ca、金属、鏻部分、和铵部分。8.如权利要求1所述的方法，其中该有机单硫化物对应于通式(III)：R-S-R’(III)其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·C·福特曼，G·S·史密斯，
申请(专利权)人：阿科玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US