一种含有三键的硅氧烷的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及H01M4/60技术领域，更具体地，本发明专利技术涉及一种含有三键的硅氧烷的制备方法及其应用。含有三键的硅氧烷的制备方法，包括：1)以通式Ⅱ所示结构的化合物和通式Ⅲ所示结构的化合物为原料，在金属催化剂和配体催化下反应；2)然后进一步浓缩，再减压精馏提纯得到含有三键的硅氧烷的化合物。本申请中硅氧烷的制备方法具有反应条件温和、中间体稳定性好、不易发生副反应、产品易提纯、反应收率高、选择性好、催化效率高、产品分离纯化简单等诸多优点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种含有三键的硅氧烷的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及含硅材料
域，更具体地，本专利技术涉及一种含有三键的硅氧烷的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]含有不饱和三键官能团的硅氧烷可以在正极/负极表面发生电气聚合，形成钝化界面，可以有效抑制过渡金属的溶解析出及电解液的过度分解。也可以作为添加剂，抗氧化性较高，可提高锂电池的高温性能，适用于高电压锂电池应用体系。可以有效吸收电解液中的氢氟酸，抑制六氟磷酸锂的过度分解，从而起到保护集流体的作用。结构中的Si
‑
O
‑
Si较Si
‑
O刚性更大，起到了柔性结构锚定核心的作用，并且硅基比例的提升提高了与硅碳负极的相容性，可以有效抑制硅碳负极在循环过程中的体积膨胀，提高电池寿命。
[0003]相关报道仅有2012年Teruhisa Tsuchimoto在Adv.Synth.Catal.上提出了以锌试剂为催化剂，以二苯基甲基硅烷和1
‑
辛炔为原料，合成(1
‑
辛炔)二苯基甲基硅烷，收率98％。但其底物适用性较差，同时大多数结构并不具备作电解液添加剂的潜质。
[0004]现阶段关于制备含有不饱和三键官能团的硅氧烷需要的炔烃有较多的反应位点，较低的反应活性，因此高转化率高选择性的制备含有不饱和三键官能团的硅氧烷有诸多困难。
[0005]综上所述，目前含有的不饱和三键官能团的硅氧烷相对较欠缺，以及其以炔烃为底物的工艺制备存在比较大的问题，因此急需扩充该产品的种类，以及提供一种操作简单，高效高收益的新工艺来填补这一空白。

技术实现思路

[0006]为了解决现有不饱和三键的硅氧烷制备方法中，底物适用性狭窄，应用狭隘等问题。本专利技术提供了一种含有三键的硅氧烷的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1)以通式Ⅱ所示结构的化合物和通式Ⅲ所示结构的化合物为原料，在非水溶剂存在的条件下，以金属盐和配体催化反应；
[0008]2)然后进一步浓缩，再减压精馏提纯得到。
[0009]通式Ⅰ:
[0010]通式Ⅱ：(以下简称硅氧烷)；
[0011]通式Ⅲ：(以下简称端炔)；
[0012]其中，n为1
‑
3的整数，R1，R2分别独立为氢或C1‑3的烷烃基，R3选自甲氧基、乙氧基、丙氧基、乙酰氧基、三甲基硅氧基、C1‑3的烷烃基中任一种，X为碳或者硅。
[0013]本专利技术实施方案中，所述催化剂选自铜盐和锌盐，盐的种类可以为三氟甲磺酸盐、醋酸盐、卤代盐、硝酸盐。
[0014]本专利技术实施方案中，所述配体包括所述配体选自吡啶、二氢吡啶、四氢吡啶、吡咯、二氢吡咯、四氢吡咯、二异丙胺中一种或多种。
[0015]本专利技术实施方案中，所述非水溶剂为非质子溶剂。
[0016]本专利技术实施方案中，所述金属盐、配体、通式Ⅱ和通式Ⅲ的摩尔比为(0.02
‑
0.1)：(0.5～1.5)：1：(2～10)。
[0017]本专利技术实施方案中，有机硅氧烷和炔烃在反应溶剂中，在催化剂催化的条件下于25
‑
150℃催化反应得到。
[0018]本专利技术第二个方面提供了一种所述含有双键的硅氧烷的制备方法制备得到的硅氧烷在制备非水电解液中的应用。所述非水电解液包括非水溶剂、电解质盐和硅氧烷，还可以包括常规的各种的添加剂，以实现例如循环寿命、除酸、除水、防止过充电等功能。
[0019]有益效果：
[0020]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0021](1)本申请硅氧烷的制备方法解决了炔烃为底物的选择性问题以及含不饱和官能团的产物匮乏的问题；
[0022](2)本申请中硅氧烷的制备方法具有反应条件温和、中间体稳定性好、不易发生副反应、产品易提纯、反应收率高、选择性好、催化效率高、产品分离纯化简单等诸多优点；
[0023](3)本申请硅氧烷的制备方法得到的硅氧烷，应用在非水电解液中，极大的丰富了产品种类；
具体实施方式
[0024]本专利技术提供一种含有三键的硅氧烷的制备方法，包括以下步骤：
[0025]1)催化剂、配体非水溶剂混合后，依次加入以通式Ⅱ所示结构的硅氧烷化合物和通式Ⅱ所示结构的端炔化合物反应。
[0026]2)反应完毕后，将反应液浓缩，精馏提纯得到通式Ⅲ所示结构的含有三键的硅氧烷。
[0027]通式Ⅰ:
[0028]通式Ⅱ：
[0029]通式Ⅲ：
[0030]步骤一、硅氧烷(通式Ⅱ)和端炔(通式Ⅲ)反应配平的方程式如下：
[0031][0032]1)通式Ⅰ化合物中n为1
‑
3的整数，具体结构如下所示：
[0033]1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷
[0034]1,1,3,3,5,5
‑
六甲基三硅氧烷
[0035]1,1,3,3,5,5,7,7
‑
八甲基四硅氧烷
[0036]2)通式Ⅱ化合物中，R1，R2分别独立为氢或碳数1
‑
3的烷烃基，R3选自甲氧基、乙氧基、丙氧基、乙酰氧基、三甲基硅氧基、碳数1
‑
3的烷烃基中任一种，X为碳或者硅。可举例如下：
[0037]甲基炔丙基醚
[0038]3‑
甲氧基
‑3‑
甲基丁
‑1‑
炔
[0039]乙酸炔丙酯
[0040]1,1
‑
二甲基丙
‑2‑
炔基乙酸酯
[0041]丙炔氧基三甲基硅烷
[0042]2‑
三甲基硅氧基
‑3‑
丁炔
[0043]3‑
甲基
‑3‑
三甲基甲硅烷氧基
‑1‑
丁炔
[0044]三甲基硅基乙炔
[0045]三乙基硅基乙炔等等
[0046]3)通过Ⅰ和通式Ⅱ反应后得到的通式Ⅲ代表含三键的硅氧烷可举例如下：
[0047][0048][0049]等等
[0050]本专利技术所使用的选择的催化剂为金属催化剂，包括锌催化剂和铜催化剂。
[0051]锌催化剂选自三氟甲磺酸锌、醋酸锌、氯化锌、碘化锌、溴化锌、硝酸锌等。
[0052]铜催化剂选自三氟甲磺酸铜、醋酸铜、氯化铜、碘化铜、溴化铜、硝酸铜等。
[0053]本专利技术实施方案中，所述配体为有机胺类化合物中的至少一种。包括吡啶、二氢吡
啶、四氢吡啶、吡咯、二氢吡咯、四氢吡咯、二异丙胺等。
[0054]催化剂和配体的作用如下：
[0055]催化剂和硅氧烷中的硅氢键作用，得到游离的正价硅和负价氢；配体和炔烃中的碳氢键作用，诱导硅正离子发生亲电取代，得到产物，氢正离子和配体结合离子，负价氢和正价氢作用产生氢气。
[0056]本专利技术中所使用的原料通式Ⅱ代表的1,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有三键的硅氧烷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以通式Ⅱ所示结构的化合物和通式Ⅲ所示结构的化合物为原料，在金属催化剂和配体催化下反应；2)然后进一步浓缩，再减压精馏提纯得到含有三键的硅氧烷的化合物；通式Ⅰ:通式Ⅱ：通式Ⅲ：其中，n为1
‑
3的整数，R1，R2分别独立为氢或碳数为1
‑
3的烷烃基，R3选自甲氧基、乙氧基、丙氧基、乙酰氧基、三甲基硅氧基、碳数为1
‑
3的烷烃基中任一种，X为碳或者硅。2.根据权利要求1所述含有三键的硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述催化剂为金属铜盐和/或金属锌盐，所述金属盐选自三氟甲磺酸盐、醋酸盐、氯化盐、碘化盐、溴化盐、硝酸盐。3.根据权利要求1所述含有三键的硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述配体为有机胺类化合物。4.根据权利要求1所述含有三键的硅氧烷的制备方法，其特征在于，反应工序中使用的非水溶剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩兆萌，王子超，
申请(专利权)人：上海如鲲新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：