硼酸铵盐或硼酸磷盐的制备制造技术

一种制备含有阳离子K和阴离子A的硼酸铵或硼酸磷盐KA的方法，包括步骤：(a)提供硼酸盐K

Preparation of Ammonium Borate or Phosphate Borate

A method for preparing ammonium borate or phosphate borate KA containing cationic K and anionic A includes the following steps: (a) providing borate K

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硼酸铵盐或硼酸磷盐的制备
本专利技术涉及硼酸铵盐或硼酸磷盐的制备。
技术介绍
非取代的硼酸四烷基铵盐用于电化学电池的电解质中，如WO94/27335A1。WO94/27335A1公开了通过含氢氧化锂或氢氧化四烷铵的B(OH)3和理想的双齿配体水杨酸或儿茶素反应制备硼酸四烷基铵盐。WO94/27335A1还公开了硼酸锂盐与四烷基卤化铵发生复分解反应合成硼酸铵。WO2013/026854A1中公开了包含含硫的铵或磷阳离子和各种阴离子(包括硼酸盐)的含硫添加剂，及其在电化学电池的电解质组合物中的应用。根据WO2013/026854A1，含有硼酸根阴离子(如双草酸硼酸盐)的含硫添加剂，通过含有含硫的铵或磷阳离子和卤素阴离子的离子化合物，与硼酸根阴离子的碱金属盐(例如双草酸硼酸锂)的复分解反应来制备。到目前为止，硼酸锂是一种昂贵的原料。尚未公开的欧洲专利申请EP15154303.0描述了含硫的铵和磷阳离子和各种硼酸根阴离子的盐的制备。根据EP15154303.0，存在溶剂时，使包含含硫的铵和磷阳离子和有机磺酸根或卤素离子阴离子的第一种盐，与由四烷基铵阳离子和硼酸根阴离子组成的第二种盐接触。结果表明，在制备包含卤化物的硼酸根阴离子的盐(如二氟草酸硼酸盐)的情况下，产率可能不好于在含有含非卤化物的硼酸盐的盐的情况下的预期，这是因为存在质子溶剂时，由于含硼酸盐阴离子的卤化物可能分解。另一方面，质子溶剂有利于结晶和重结晶所需的硼酸盐。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种制备硼酸铵和硼酸磷的方法，该方法可用作已知方法的取代物，其不需要硼酸锂盐。该方法应具有成本效益，应允许使用易于制备的离析物，并应允许有效制备硼酸铵和硼酸磷，特别是硼酸铵盐和硼酸磷盐，其中硼酸根阴离子易于在质子溶剂(例如含有卤化物配体)中分解。这些目的通过制备含有阳离子K和阴离子A的硼酸铵或硼酸磷盐KA的方法实现，其包括这些步骤：(a)提供硼酸盐K1A的熔体，(b)在溶剂或溶剂混合物(i)中加入铵盐或磷盐KA1溶液，其中，K是有机铵或磷阳离子；A是式(Ia)或(Ib)的硼酸根阴离子，其中，Hal是卤素，及是衍生自通过在1,2-、1,3-或1,4-位上提取相应二醇、羟基羧酸或二羧酸的邻近OH基团的两个H原子对的，1,2-、1,3-或1,4-二醇，1,2-、1,3-或1,4-二羧酸或1,2-、1,3-或1,4-羟基羧酸的双齿基；A1是有机或无机阴离子；和K1是与K不同的铵阳离子。通过提供K1A的熔体并加入KA1溶液来制备硼酸铵盐或硼酸磷盐。硼酸铵盐K1A易于获得并且比类似的硼酸锂盐便宜。盐K1A以熔体形式提供，并且由于质子溶剂的存在而可能的分解反应减少。具体实施方式下面详细描述本专利技术。K是有机铵或磷阳离子。有机铵或磷离子包含中心N-或P-原子，其被选自H和碳的4个取代基取代，所述取代基可包含一个或多个有机官能团，如醚基、磺酸盐基、羧酸酯基团和碳酸酯基团，其中碳氢化合物可以被取代。K可以选自[XR1R2R3R4]+，其中X选自P和N；R1、R2、R3和R4彼此独立地选自可选取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C12(杂)芳基和C6-C30(杂)芳烷基，其中不与X原子直接键合的一个或多个烷基、烯基、炔基和芳烷基的CH2基团可以被O、1,2-环氧乙烯、环丙烯、OSO2、SO2O、OC(O)、C(O)O、OC(O)O或OC(O)C(O)O取代；或其中R1和R2相连并共同选自与中心X-原子一起形成五元或六元杂环的4-至5-元烃基，该杂环可被选自C1-C10烷基的一个或多个取代基取代，并且其中4-至5-元烃基的一个或多个位置可以被一个或多个O、S或NR’取代；R’选自H、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C6-C12芳基和C7-C24(杂)芳烷基，其可以被选自F、环丙基、1,2-环氧乙基和磺酸盐的一个或多个基团取代，其中不直接与N原子键合的烷基、烯基、炔基和(杂)芳烷基的一个或多个CH2基团可以被O、1,2-环氧乙烯、环丙烯、OSO2或SO2O取代。本文所用的术语“C1-C20烷基”是指具有1至20个碳原子且具有一个自由价的直链或支链饱和烃基，包括例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、2,2-二甲基丙基、正己基、异己基、2-乙基己基、正庚基、异庚基、正辛基、异辛基、正壬基、正癸基等等。优选C1-C10烷基，更优选C1-C6烷基，甚至更优选C1-C4烷基，最优选甲基、乙基和1-和2-丙基。本文所用的术语“C2-C20烯基”是指具有2至20个碳原子且具有一个自由价的不饱和直链或支链烃基。不饱和是指烯基含有至少一个C-C双键。C2-C20烯基包括例如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-正丁烯基、2-正丁烯基、异丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、1-庚烯基、1-辛烯基、1-壬烯基、1-癸烯基等等。优选的是C2-C10烯基，更优选的是C2-C6烯基，甚至更优选的是C2-C4烯基，特别优选的是乙烯基和1-丙烯-3-基(烯丙基)。本文所用的术语“C2-C20炔基”是指具有2至20个碳原子且具有一个自由价的不饱和直链或支链烃基，其中烃基含有至少一个C-C三键。C2-C20炔基包括例如乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-正丁炔基、2-正丁炔基、异丁炔基、1-戊炔基、1-己炔基、1-庚炔基、1-辛炔基、1-壬炔基，1-癸炔基等等。优选的是C2-C10炔基，更优选的是C2-C6炔基，甚至更优选的是C2-C4炔基，特别优选的是乙炔基和1-丙炔-3-基(炔丙基)。本文所用的术语“C5-C12(杂)芳基”表示具有一个自由价的芳族5-至12-元碳氢环或稠环，其中芳族环的一个或多个C-原子可以彼此独立地被选自N、S、O和P的杂原子取代。C6-C12(杂)芳基的实例是苯基、萘基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、吡喃基和噻喃基。优选的是苯基。本文所用的术语“C6-C30(杂)芳烷基”表示被一个或多个C1-C6烷基取代的如上定义的芳族或杂芳族的5-至12-元芳族碳氢环或稠合芳族或杂芳族环。C6-C30(杂)芳烷基含有总共6至30个C原子并具有一个自由价。自由价可以位于芳族环或C1-C6烷基，即C6-C30芳烷基可以通过芳族部分或通过(杂)芳烷基的烷基部分键合。C6-C30(杂)芳烷基的实例是甲基苯基、1,2-二甲基苯基、1,3-二甲基苯基、1,4-二甲基苯基、乙基苯基、2-异丙基苯基、2-甲基呋喃基、2-甲基吡啶基等等。本文所用的术语“磺酸盐”是指基团–S(O)2O-Rv或-OS(O)2-Rv，其中Rv选自C1-C10烷基，优选C1-C6烷基，更优选C1-C4烷基。本文所用的术语“环丙烯”是指衍生自在两个相邻C原子上具有两个自由价的环丙烷分子的基团：星号表示两个自由价。本文所用的术语“1,2-环氧乙基”是指具有一个自由价的环氧乙烷环：星号表示自由价。本文所用的术语“1,2-环氧乙烯”是指在两个相邻的C原子上具有两个自由价的环氧乙烷环：星号表示自由价。术语“任选取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C12(杂)芳基和C6-C30(杂)芳烷基”是指烷基、烯基、炔基、(杂)芳基和(杂)芳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备含有阳离子K和阴离子A的硼酸铵或硼酸磷盐KA的方法，包括步骤：(a)提供硼酸盐K1A的熔体，(b)在溶剂或溶剂混合物(i)中加入铵盐或磷盐KA1溶液，其中，K是有机铵或磷阳离子；A是式(Ia)或(Ib)的硼酸根阴离子，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.05 EP 16154485.31.一种制备含有阳离子K和阴离子A的硼酸铵或硼酸磷盐KA的方法，包括步骤：(a)提供硼酸盐K1A的熔体，(b)在溶剂或溶剂混合物(i)中加入铵盐或磷盐KA1溶液，其中，K是有机铵或磷阳离子；A是式(Ia)或(Ib)的硼酸根阴离子，其中Hal是卤素，和是双齿基，该双齿基衍生自，在1,2-、1,3-或1,4-位上提取相应二醇、羟基羧酸或二羧酸的邻近OH基团的两个H原子对的，1,2-、1,3-或1,4-二醇，1,2-、1,3-或1,4-二羧酸或1,2-、1,3-或1,4-羟基羧酸；A1是有机或无机阴离子；和K1是与K不同的铵阳离子。2.根据权利要求1所述的方法，其中，化合物KA在步骤(b)进行中或之后沉淀，并从含有所述溶剂或溶剂混合物(i)和溶解形式的K1A1的混合物中分离。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(b)施加冷却。4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其中，步骤(b)中加入的所述铵盐或磷盐KA1溶液的温度低于步骤(a)中提供的所述硼酸盐K1A的熔体的温度。5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其中，步骤(b)中加入的所述铵盐或磷盐KA1溶液的温度低于25℃。6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其中，将步骤(b)获得的混合物进行冷却。7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其中，所述溶剂或溶剂混合物(i)含有至少一种质子溶剂。8.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其中，所述溶剂或溶剂混合物(i)含有至少一种选自水和C1至C6醇的溶剂。9.根据权利要求1-8中任一所述的方法，其中，步骤(b)中使用的K1A与KA1的摩尔比高于1：1。10.根据权利要求1-9中任一所述的方法，其中，A是式(Ia)的硼酸根阴离子，和Hal是F。11.根据权利要求1-10中任一所述的方法，其中，所述是衍生自草酸、水杨酸或邻苯二甲酸的双齿基。12.根据权利要求1-11中任一所述的方法，其中，所述铵或磷阳离子K选自[XR1R2R3R4]+，其中X选自P和N；R1、R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：妮可·赫鲁伯，于尔根·赫柏林，
申请(专利权)人：国轩高科美国研究院，
类型：发明
国别省市：美国,US