一种制造技术

本发明专利技术属于电解液添加剂及有机合成技术领域，公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种2,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成方法


[0001]本专利技术属于电解液添加剂及有机合成
，具体涉及一种
2,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成方法
。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的不断发展，对锂离子电池的性能提出了更高的要求
。2,4
‑
丁烷磺酸内酯
(2,4
‑
BS)
作为一种锂离子电池电解液添加剂，表现出了其独特的性能，可有效的改善锂离子电池的电化学性能，因此受到广泛关注
。
[0003]目前
2,4
‑
BS
的合成主要有以下几种方法：
[0004]1)1,3
‑
丁二醇先氯化得到3‑
氯
‑1‑
丁醇，再经磺化
、
酸化
、
脱水得到
2,4
‑
BS(
如专利
CN114805288、CN114181190A
中所公开的方法
)。
上述方法采用3‑
氯
‑1‑
丁醇进行磺化反应的反应活性较高，反应条件温和，但均需先采用
1,3
‑
丁二醇进行氯化反应制备3‑
氯
‑1‑
丁醇，该反应需要在特定催化剂条件下进行，且该氯化反应可能会产生大量两个羟基都被取代的产物，在后续工艺中无法环合得到目标产物，影响产品收率
。
[0005]2)1,3
‑
PS
与甲基化试剂在钠氢催化下反应得到
2,4
‑
BS(
如专利
CN112961139A
中所公开的方法
)。
该方法虽然反应步骤简单，但催化剂钠氢极易与水反应放出极易燃气体，不易储存，不适合工业化生产
。
[0006]3)
巴豆醇
(2
‑
丁烯醇
)
与亚硫酸氢钠在过氧化物存在下先磺化，再经酸化
、
脱水得到
2,4
‑
BS(
如专利
CN102807552A、CN114075165A
中所公开的方法
)。
该方法虽然反应步骤简单，但巴豆醇价格昂贵，生产成本高
(
巴豆醇市面价格百公斤级的约为
1800
元
/kg
，吨级的约为
800
元
/kg)。
[0007]4)
巴豆醛与亚硫酸氢钠在过氧化物存在下先磺化
、
再经加氢还原
、
酸化
、
脱水得到
2,4
‑
BS(
黄当睦等
.2,4
‑
丁基磺酸内酯的合成
.
中国科学院福建物质结构研究所
.
化工时刊
:1996
‑
10(7))。
该方法虽然原料简单易得，且价格相对便宜，市面价格约为
20
～
30
元
/kg
，但涉及高压加氢反应，危险性较高，且醛基会与亚硫酸氢钠反应，导致反应收率低
。
[0008]5)1
‑
丁烯与三氧化硫反应得到
2,4
‑
BS(MB Smith etc..Lithium aluminum hydride
‑
aluminum hydride reduction ofsultones.10.1021/jo00314a022.1981)。
该方法虽然反应步骤简单，但需在深冷
‑
78℃
下反应，反应条件苛刻，难以工业化生产
。
[0009]专利
CN 109293625 A
公开了一种高纯度
1,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成方法，采用4‑
氯丁醇和亚硫酸钠溶液在催化剂碘化钾及醇类溶剂中反应得到
。
但4‑
氯丁醇与3‑
氯
‑1‑
丁醇或是
1,3
‑
丁二醇的磺化反应位点及活性差异显著，其产物结构及反应条件与
2,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成均存在显著差异
。
[0010]因此寻求一种原料价格低，且反应步骤简单，适用于工业化生产的
2,4
‑
丁烷磺酸内酯合成方法已迫在眉睫
。

技术实现思路

[0011]针对以上现有技术存在的原料价格昂贵
、
反应步骤繁琐
、
反应条件苛刻
、
不便于工业化生产等问题，本专利技术的目的在于提供一种
2,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成方法
。
本专利技术合成方法采用
1,3
‑
丁二醇和磺化试剂在碘盐的催化下一步反应得到3‑
羟基丁烷磺酸盐溶液，再经酸化和脱水环化得到
2,4
‑
丁烷磺酸内酯，具有原料来源广泛
、
反应条件温和
、
副产物少
、
产品质量高和成本低的优势
。
[0012]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0013]一种
2,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成方法，包括如下步骤：
[0014](1)
将
1,3
‑
丁二醇
、
磺化试剂和碘盐催化剂加入到水中搅拌溶解均匀，调节体系
pH
至酸性，升温至
50
～
100℃
搅拌反应，得到3‑
羟基丁烷磺酸盐溶液；
[0015](2)
将步骤
(1)
所得3‑
羟基丁烷磺酸盐溶液依次经浓缩
、
酸化
、
除盐和脱水环化反应，得到
2,4
‑
丁烷磺酸内酯
。
[0016]进一步地，步骤
(1)
中所述磺化试剂为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐
。
优选为亚硫酸钠或亚硫酸氢钠
。
[0017]进一步优选地，所述
1,3
‑
丁二醇与磺化试剂的摩尔比为
0.5
～
2.0。
[0018]进一步地，步骤
(1)
中所述碘盐催化剂为
NaI
或
KI。
[0019]进一步优选地，所述碘盐催化剂的加入量为
1,3
‑
丁二醇质量的
0.1
％～
10
％
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
2,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)
将
1,3
‑
丁二醇
、
磺化试剂和碘盐催化剂加入到水中搅拌溶解均匀，调节体系
pH
至酸性，升温至
50
～
100℃
搅拌反应，得到3‑
羟基丁烷磺酸盐溶液；
(2)
将步骤
(1)
所得3‑
羟基丁烷磺酸盐溶液依次经浓缩
、
酸化
、
除盐和脱水环化反应，得到
2,4
‑
丁烷磺酸内酯
。2.
根据权利要求1所述的一种
2,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述磺化试剂为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐
。3.
根据权利要求2所述的一种
2,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成方法，其特征在于，所述
1,3
‑
丁二醇与磺化试剂的摩尔比为
0.5
～
2.0。4.
根据权利要求1所述的一种
2,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述碘盐催化剂为
NaI
或
KI。5.
根据权利要求4所述的一种
2,4
‑
丁烷磺酸内酯的合成方法，其特征在于，所述碘盐催化剂的加入量为
1,3
‑
丁二醇质量的
0....

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文俊，杨鹏，孙安乐，王鹏，
申请(专利权)人：浙江天赐高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：