一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂、亚硫酸乙烯酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂、亚硫酸乙烯酯的制备方法，该催化剂包括烃基硼烷和含氮有机化合物，所述烃基硼烷和所述含氮有机化合物的摩尔比为0.1～0.5：1。本发明专利技术亚硫酸乙烯酯的制备方法包括：在本发明专利技术所述催化剂的存在下，使环氧乙烷与二氧化硫接触反应。本发明专利技术的催化剂能够很好地催化合成亚硫酸乙烯酯，制备过程条件容易控制，能够以高的收率制备得到高纯度的亚硫酸乙烯酯。率制备得到高纯度的亚硫酸乙烯酯。

【技术实现步骤摘要】
一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂、亚硫酸乙烯酯的制备方法


[0001]本专利技术涉及酯类化合物
，具体涉及一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂、亚硫酸乙烯酯的制备方法。

技术介绍

[0002]亚硫酸乙烯酯是一种重要的有机化工原料，可用于合成其它有机化工产品。亚硫酸乙烯酯也是一种优良的锂离子电池电解液溶剂或电解液添加剂，可以显著改善电池的各项性能。随着新能源产业和锂离子电池行业的蓬勃发展，对锂离子电池的性能要求越来越高，从而对高质量亚硫酸乙烯酯的需求也相应增加。
[0003]目前，用于制备亚硫酸乙烯酯的方法主要有：(1)乙二醇与氯化亚砜法，即通过乙二醇与氯化亚砜的反应来制备，但该方法存在氯化亚砜毒性大、副产物多、后处理提纯困难等缺点。该方法制备得到亚硫酸乙烯酯中含有较多的副产物氯乙醇，而氯乙醇会极大影响锂离子电池电解液中电解质的稳定性，从而严重影响锂离子电池的稳定性。进一步提纯脱除其中的氯乙醇得到电池级的高纯亚硫酸乙烯酯是一个耗时增加生产成本的过程。(2)乙二醇与亚硫酸二甲酯法，该方法如果没有催化剂也可进行，但反应时间很长，且反应进行不彻底。CN1803767A公开了一种使用对甲苯磺酸为催化剂的过程，同时在反应过程中不断蒸馏出甲醇，从而使反应效率大大提高。(3)环氧乙烷与二氧化硫法，即在合适催化剂的作用下，通过环氧乙烷与二氧化硫的高温高压催化反应来制备。所用的催化剂有碱金属卤化物、碱土金属卤化物以及铁、钴、镍、铝的卤化物，但这些方法都存在操作条件要求较高，产物收率较低等问题。如何开发一种新的催化剂，以在容易控制的条件下高收率地制备得到高纯度的亚硫酸乙烯酯是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂、亚硫酸乙烯酯的制备方法，以在简易可控的条件下合成亚硫酸乙烯酯。
[0005]第一方面，本专利技术涉及一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂，该催化剂包括烃基硼烷和含氮有机化合物，所述烃基硼烷和所述含氮有机化合物的摩尔比为0.1～0.5：1。
[0006]可选地，所述烃基硼烷选自三烃基硼烷，所述含氮有机化合物选自叔胺和/或二氮杂双环化合物；其中，所述三烃基硼烷表示为BR1R2R3，R1、R2和R3各自独立地选自碳数1～8的链状烷基、碳数3～8的环烷基或者碳数6～10的芳基。
[0007]可选地，所述三烃基硼烷选自三乙基硼烷、三丙基硼烷、三丁基硼烷和三苯基硼烷中的一种或多种的组合。
[0008]可选地，所述叔胺选自三乙胺、三丙胺和三丁胺中的一种或多种的组合，所述二氮杂双环化合物为1,8
‑
二氮杂二环[5.4.0.]十一碳
‑7‑
烯。
[0009]第二方面，本专利技术涉及一种亚硫酸乙烯酯的制备方法，该制备方法包括：在本专利技术第一方面所述催化剂的存在下，使环氧乙烷与二氧化硫接触反应。
[0010]可选地，所述使环氧乙烷与二氧化硫接触反应包括：将环氧乙烷加入反应体系中，升温至60
‑
130℃，通入二氧化硫使所述反应体系的压力为0.5
‑
2Mpa，进行反应2
‑
8小时。
[0011]可选地，所述制备方法还包括所述将环氧乙烷加入反应体系中之前的如下步骤：将所述催化剂加入所述反应体系中，通入惰性气体进行气体置换。
[0012]可选地，所述制备方法还包括所述将所述催化剂加入所述反应体系中之前的如下步骤：将有机溶剂加入所述反应体系中。
[0013]可选地，所述有机溶剂选自四氢呋喃、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、二氯乙烷、亚硫酸乙烯酯、二甲基亚砜和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或多种的组合。
[0014]可选地，所述有机溶剂的量为所述环氧乙烷投料重量的2
‑
5倍。
[0015]可选地，所述含氮有机化合物的用量为所述环氧乙烷投料重量的0.5
‑
1％。
[0016]可选地，所述制备方法还包括所述使环氧乙烷与二氧化硫接触反应之后的如下步骤：使所述反应体系进行冷却、排空并放出中间产品；使所述中间产品进行真空减压精馏，得亚硫酸乙烯酯。
[0017]有益效果：
[0018]本专利技术的催化剂能够很好地催化合成亚硫酸乙烯酯，制备过程条件容易控制，能够以高的收率制备得到高纯度的亚硫酸乙烯酯。
具体实施方式
[0019]下面通过实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0020]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0021]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0022]第一方面，本专利技术涉及一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂，该催化剂包括烃基硼烷和含氮有机化合物，所述烃基硼烷和所述含氮有机化合物的摩尔比为0.1～0.5：1。
[0023]需要说明的是，在本专利技术的制备亚硫酸乙烯酯的催化剂中，烃基硼烷可以含有一个烃基、两个烃基或三个烃基，所述含氮有机化合物可以为有机胺类或者含氮的杂环化合物；本专利技术的催化剂为组合物式催化剂，通过使所述烃基硼烷和所述含氮有机化合物的摩尔比为0.1～0.5：1，进而在催化合成亚硫酸乙烯酯时能够以高的收率制备得到高纯度的目标产品亚硫酸乙烯酯。
[0024]根据本专利技术第一方面所述催化剂的一种具体实施方式，所述烃基硼烷选自三烃基硼烷，所述含氮有机化合物选自叔胺和/或二氮杂双环化合物；其中，所述三烃基硼烷表示为BR1R2R3，R1、R2和R3各自独立地选自碳数1～8的链状烷基、碳数3～8的环烷基或者碳数6～10的芳基。
[0025]需要说明的是，三烃基硼烷BR1R2R3中R1、R2和R3可以为相同或者不同的基团，比如三个基团可以分别为甲基、乙基和丁基，或者分别为乙基、丁基和丁基等；所述链状烷基可以选自直链烷基和/或支链烷基。在本专利技术的催化剂中，所述三烃基硼烷中的烃基可以为饱
和烃基即烷基，也可以为不饱和烃基，如芳基等，烃基中可以任选地带有除C、H、N以外的其它原子。所述叔胺中与N原子相连的三个基团可以相同或者不同，可以为低碳烷基，如碳数为1～8或者1～5的链状烷基或环状烷基，链状烷基可以选自直链或支链烷基，或者还可以是不饱和的烃基等。
[0026]根据本专利技术第一方面所述催化剂的一种具体实施方式，所述三烃基硼烷选自三乙基硼烷、三丙基硼烷、三丁基硼烷和三苯基硼烷中的一种或多种的组合。
[0027]需要说明的是，在本专利技术的制备亚硫酸乙烯酯的催化剂中，以上述的三乙基硼烷、三苯基硼烷、三丁基硼烷和三丙基硼烷中的一种或多种的组合作为三烃基硼烷时，所述催化剂在催化合成亚硫酸乙烯酯时能进一步取得更好的催化效果，以更高的收率制得纯度更高的亚硫酸乙烯酯。
[0028]根据本专利技术第一方面所述催化剂的一种具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂，其中，该催化剂包括烃基硼烷和含氮有机化合物，所述烃基硼烷和所述含氮有机化合物的摩尔比为0.1～0.5：1。2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述烃基硼烷选自三烃基硼烷，所述含氮有机化合物选自叔胺和/或二氮杂双环化合物；其中，所述三烃基硼烷表示为BR1R2R3，R1、R2和R3各自独立地选自碳数1～8的链状烷基、碳数3～8的环烷基或者碳数6～10的芳基。3.根据权利要求2所述的催化剂，其中，所述三烃基硼烷选自三乙基硼烷、三丙基硼烷、三丁基硼烷和三苯基硼烷中的一种或多种的组合。4.根据权利要求2所述的催化剂，其中，所述叔胺选自三乙胺、三丙胺和三丁胺中的一种或多种的组合，所述二氮杂双环化合物为1,8
‑
二氮杂二环[5.4.0.]十一碳
‑7‑
烯。5.一种亚硫酸乙烯酯的制备方法，其中，该制备方法包括：在权利要求1～4任一项所述催化剂的存在下，使环氧乙烷与二氧化硫接触反应。6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述使环氧乙烷与二氧化硫接触反应包括：将环氧乙烷加入反应体系中，升温至60
‑
130℃，通入二氧化硫使所述反应体系的压力为0.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈杨英，赵春雨，贾宏菲，赵宏斌，张洪林，朱建民，刘兆滨，董振鹏，
申请(专利权)人：辽宁奥克化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：